[发明专利]一种面向机器人加工的轮廓误差定义与估计方法及装置

说明书

本发明提供了一种面向机器人加工的轮廓误差定义与估计方法，包括：获得距离机器人末端执行器实际位置点P_a最近的加工曲线参考点P_l，其中足点P_f位于P_l‑1与P_l之间或P_l与P_l+1之间，所述足点P_f表示所述机器人轮廓上距离所述实际位置点P_a最近的参考位置点；对所述P_l‑1、P_l与P_l+1进行二次多项式插值，以得到加工曲线的局部几何信息；根据实际位置点P_a、足点的切向量得到足点利用等效转轴和等效转角表征机器人方向轮廓误差根据所述足点的旋转矩阵实际位置点P_a的旋转矩阵R_a计算得到机器人方向轮廓误差R(ε_o,r)。通过上述方案，能够直观合理地表示机器人对零件的加工质量,并在保持高计算效率的同时能够保持高估计精度。此外，本发明提供了面向机器人加工的轮廓误差定义与估计装置。

技术领域

本发明属于机器人智能加工相关技术领域，更具体地，涉及一种面向机器人加工的轮廓误差定义与估计方法及装置。

背景技术

相比于数控机床，机器人具有操作灵活、工作空间大、成本可控、配置柔性、多模态感知日臻成熟等优势。随着日益增长的柔性制造和智能制造需求，机器人在大型构件铣削加工、装配自动化、焊缝跟踪、能源动力领域曲面零件的磨抛等领域应用越来越广泛。在加工领域，轮廓误差的大小直接影响最终零件的加工质量。现有研究主要集中在数控机床的轮廓误差研究。

然而，数控机床的轮廓误差定义并不完全适用于机器人，在现有文献中尚没有对6D任务需求下的机器人轮廓误差进行定义。同时现有大多数的轮廓误差估计方法依赖于加工曲线的几何信息，在保持高估计精度的同时难以保证高效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种面向机器人加工的轮廓误差定义与估计方法，以提高工件加工效率，以使机器人对零件的加工质量能够直观合理地表示,并在保持高计算效率的同时能够保持高估计精度。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案，包括：

获得距离机器人末端执行器实际位置点P_a最近的加工曲线参考点P_l，其中足点P_f位于P_l-1与P_l之间或P_l与P_l+1之间，所述足点P_f表示所述机器人轮廓上距离所述实际位置点P_a最近的参考位置点；

对所述P_l-1、P_l与P_l+1进行二次多项式插值，以得到加工曲线的局部几何信息；

根据所述实际位置点P_a、足点的切向量得到足点

利用等效转轴和等效转角表征机器人方向轮廓误差

根据所述足点的旋转矩阵实际位置点P_a的旋转矩阵R_a计算得到机器人方向轮廓误差R(ε_o,r)。

优选地，所述利用等效转轴和等效转角表征机器人方向轮廓误差之前还包括：

根据所述实际位置点P_a、足点得到机器人位置轮廓误差

计算所述机器人末端执行器足点处的方向

优选地，所述对所述P_l-1、P_l与P_l+1进行二次多项式插值，以得到加工曲线的局部几何信息包括：

P＝P(t)；