[发明专利]一种自动制孔系统试验标定一体化工作台及标定方法

权利要求书

1.一种自动制孔系统试验标定的一体化工作台，其特征在于，包括立柱式框架(4)，所述立柱式框架(4)分为上下两层，上层中间固接一隔板，所述隔板一侧设置有视觉相机标定模块(1)，所述视觉相机标定模块(1)包括找正试板(8)，所述找正试板(8)通过所述螺栓夹紧组件(6)固接在所述立柱式框架(4)侧壁和所述隔板之间，所述找正试板(8)表面偏侧边位置固定有定位钉(9)，所述隔板另一侧设置有法向传感器标定模块(2)，所述法向传感器标定模块(2)包括标准平板(10)，所述标准平板(10)安装在所述立柱式框架(4)内侧壁与所述隔板上的凹槽内，所述标准平板(10)还通过弹簧支撑组件(7)固定；所述立柱式框架(4)下层设置有制孔工艺试验模块(3)。

2.如权利要求1所述的一种自动制孔系统试验标定的一体化工作台，其特征在于，所述制孔工艺试验模块(3)包括制孔试板(11)，所述制孔试板(11)通过所述螺栓夹紧组件(6)固定在所述立柱式框架(4)两侧壁之间，所述制孔试板(11)的表面偏侧边的位置还固定有定位钉(9)。

3.如权利要求1所述的一种自动制孔系统试验标定的一体化工作台，其特征在于，所述立柱式框架(4)表面四个角上固接有测量靶球座(5)。

4.如权利要求1所述的一种自动制孔系统试验标定的一体化工作台，其特征在于，所述立柱式框架(4)底部通过地脚螺栓固定在地基上。

5.一种采用如权利要求1-4中任一项所述的一种自动制孔系统试验标定的一体化工作台的标定方法，其特征在于，具体按照如下步骤操作：

步骤1.通过视觉相机标定模块(1)标定自动制孔系统中的视觉相机轴线与制孔刀具轴线距离，并将该距离更新到工业机器人的自动控制系统中；

步骤2.步骤1完成后，通过法向传感器标定模块(2)标定自动制孔系统中的法向传感器与压力脚前端面距离，并将该距离更新到工业机器人的自动控制系统中；

步骤3.结合所述步骤1和所述步骤2标定的结果更新工业机器人控制系统的预设数据后，在所述制孔工艺试验模块(3)中的制孔试板(11)上制孔，最后测量所制孔的位置、法向、孔径精度，确认自动制孔系统的刀具的状况和标定得到的参数是否满足制孔精度要求。

6.如权利要求5所述的一种自动制孔系统试验的标定方法，其特征在于，所述步骤1的具体操作过程如下：

步骤1.1移动自动制孔系统中的制孔末端执行器，使所述视觉相机标定模块(1)中的定位钉(9)出现在自动制孔系统中的视觉相机视野中心，并记录当前坐标值(x₁,y₁,z₁)；

步骤1.2保证自动制孔系统中的制孔末端执行器的姿态和位置不变，工业机器人控制制孔主轴进给，在所述视觉相机标定模块(1)的制孔试板(11)上制孔，然后移动制孔末端执行器，使该制得的孔出现在视觉相机视野中心，并记录当前坐标值(x₂,y₂,z₂)；

步骤1.3计算X、Y方向上的偏差(Δx₁＝|x₂-x₁|,Δy₁＝|y₂-y₁|)，即自动制孔系统中的视觉相机轴线与制孔刀具轴线之间的距离，将该距离更新到工业机器人的控制系统中，用来修正工业机器人控制系统中的视觉相机的系统误差。

7.如权利要求5所述的一种自动制孔系统试验的标定方法，其特征在于，所述步骤2的具体操作过程如下：

步骤2.1按照法向传感器模块中心的初始理论坐标，通过工业机器人的控制系统控制自动制孔系统中的制孔末端执行器移动至该位置，控制压力脚向前进给，使压力脚前端面与所述法向传感器标定模块(2)中的标准平板(10)压紧；

步骤2.2测量法向传感器与所述法向传感器标定模块(2)中的所述标准平板(10)的距离后，压力脚退回，并重复压紧、测量、退回多次，记录每次测量的距离，并计算该距离的平均值，将该平均值更新到工业机器人的控制系统中，用来修正工业机器人控制系统中的法向传感器的系统误差。

8.如权利要求5所述的一种自动制孔系统试验的标定方法，其特征在于，所述步骤3的具体操作过程如下：

步骤3.1结合所述步骤1标定的偏差和所述步骤2标定的法向传感器与所述标准平板(10)之间的距离，按照所述制孔试验模块(3)中的所述定位钉(9)的初始理论坐标，通过工业机器人移动自动制孔系统中的制孔末端执行器，反复调整，使所述制孔工艺试验模块(1)中的定位钉(9)出现在视觉相机视野中心，记录当前所述制孔工艺试验模块(1)中的定位钉(9)坐标(x₀,y₀,z₀)和保证制孔末端执行器的姿态不变；

步骤3.2工业机器人读取控制系统中的孔位编号，以所述制孔工艺试验模块(1)中的定位钉(9)为基准，进行偏置计算，即根据控制系统设置的制孔间隔差，所需制孔位的坐标应在所述制孔工艺试验模块(1)中的定位钉(9)的坐标(x₀,y₀,z₀)上加上所要求的制孔的间隔差，记录所需制孔位的位置坐标(x,y,z)并移动制孔末端执行器，使自动制孔系统中的制孔刀具对准该坐标，通过法向传感器实现法向的测量与调整，使垂直度误差达到±0.2°以内；

步骤3.3保持制孔末端执行器不动，设定工艺参数，工业机器人控制制孔主轴进给，完成制孔工艺试验，然后，人工测量和检测所制孔的位置、法向、孔径精度，确认自动制孔系统中的刀具及标定得到的工艺参数是否满足制孔精度要求，如果测量所制孔的孔径不满足要求，说明刀具磨损更换刀具；如果测量所制孔的位置、法向精度不满足要求，则重复步骤1、2和3继续标定，直至所制孔的位置、法向精度满足要求为止。