[发明专利]机器人高精度测量仪对星上立方镜法线方向自动搜索方法

说明书

本发明公开了一种用于测量仪对星上立方镜法线方向的自动搜索方法，该方法分别建立上位机与高精度测量仪和工业机器人的电通信，上位机启动平面镜法线自动搜索，开始以高精度测量仪入射到平面镜的位置为圆心进行同心圆扫描，直到高精度测量仪给出“获得平面镜反射光”的信号后，上位机自动记录当前位置，开始常规的精测工序。本发明实现了高精度测量仪对星上立方镜法线方向的自动搜索，进而实现精密测量的全自动化且具有通用性，适用于不同的机器人和精密测量设备。

技术领域

本发明属于工业机器人应用技术领域，具体涉及一种机器人与高精度测量仪进行配合，以便在高精度测量前，对星上被测立方镜的法线方向进行自动搜索的方法。

背景技术

高精度测量仪(光电自准直经纬仪)是航天器等高精密产品在总装过程中进行精密测量时的常用工具，其基本原理是通过其光管发射的激光，经过被测平面的立方镜(平面反射镜)的反射，回到光电自准直经纬仪的光管，经感光装置接收，从而进行高精度测量，因此测量前需要将光管激光束方向与被测立方镜的法线方向重合。

传统的测量方法中，光管激光束方向与被测立方镜法线方向的调整需要人工调整，该环节是航天器等高精密产品在精密测量工序中无法完全实现自动化作业的瓶颈，若能够提出一种实现对被测立方镜法线自动搜索的方法，将可以实现精密测量工序的全自动作业，以便将此类工作安排在夜间等非工作时间进行，从而大大缩短产品的装配周期。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提出一种基于机器人的高精度测量仪对星上立方镜法线方向自动搜索方法，利用机器人的自动化运动能力和高精度测量仪配合，通过上位机建立机器人系统同高精度测量仪的交互能力，通过同心圆扫描方法实现对立方镜法线方向的搜索，两者共同实现了利用机器人对立方镜法线方向的自动化搜索。

本发明是通过如下技术方案实现的：

用于测量仪对星上立方镜法线方向的自动搜索方法，包括如下步骤：

1)分别建立上位机与高精度测量仪和工业机器人的电通信，上位机能获得高精度测量仪的到位信息和测量数值，以及控制工业机器人的运动方式；

2)将高精度测量仪设置到工业机器人的连接末端；

3)工业机器人的运动以及高精度测量仪的数据信号均需集成到控制器统一处理，星上的被测目标立方镜的理论位置输入控制器中，工业机器人带动高精度测量仪运动到被测目标立方镜理论法线方向的延长线位置，该延长线的位置处在高精度测量仪的测量距离范围内；

4)上位机启动被测目标立方镜法线自动搜索，由于高精度测量仪对反射光角度具有一个容错空间，当高精度测量仪的光管的光轴移动至同被测目标立方镜法线的方向接近到时，就可检测到反射光，视为已找到法线方向；光管移动平面是一个虚拟平面，它垂直于高精度测量仪光轴的初始位置，令工业机器人的连接末端在搜索过程中只在该平面内运动，这样高精度测量仪的光管就只在该平面上进行法线搜索；光管在该平面内移动时，其在平面上的位置是已知的，开始以高精度测量仪入射到被测目标立方镜的位置为圆心进行同心圆扫描，直到高精度测量仪给出获得被测目标立方镜反射光的信号后，上位机自动记录当前位置，开始常规的精测工序，其中同心圆扫描的过程即为对被测目标立方镜法线方向搜索的过程；

5)对被测目标立方镜的精测工序完成后，进行数据记录，自动跳转到步骤3)，根据下一被测目标立方镜的理论位置，重复步骤3)、4)、5)进行扫描，直到所有设备的精测工序完成。

其中，被测目标立方镜的法线方向看成由被测目标立方镜中心发散出的无数条射线中的一条，工业机器人的连接末端带动高精度测量仪，使得高精度测量仪的光轴与某一条射线重合，此时通过高精度测量仪是否接收到反射光来判断该条射线是否为所寻找的被测目标立方镜法线，如不是则使工业机器人带动高精度测量仪寻找另一条射线，再进行判断是否为被测目标立方镜法线，直到搜索到为止。