[发明专利]一种构件表面三维测量方法、装置及系统

说明书

本发明涉及工业三维测量技术领域，具体公开了一种构件表面三维测量方法，其中，包括：配置工业机器人的路径参数、激光跟踪设备的工作参数和三维扫描仪的扫描参数；当工业机器人带动三维扫描仪运动至每个预设测量位置时，获取三维扫描仪对待加工构件进行扫描的扫描数据，以及通过激光跟踪设备获取三维扫描仪在每个预设测量位置的位姿数据；根据扫描数据和位姿数据获得构件表面三维测量模型数据；将构件表面三维测量模型与预设理论模型数据进行比对，获得待加工构件的加工余量数据。本发明还公开了一种构件表面三维测量装置及系统。本发明提供的构件表面三维测量方法可以进行大型复杂构件表面测量，且测量精度高以及测量质量统一。

技术领域

本发明涉及工业三维测量技术领域，尤其涉及一种构件表面三维测量方法、构件表面三维测量装置及包括该构件表面三维测量装置的构件表面三维测量系统。

背景技术

大型复杂构件由于尺寸大(通常大于10m*10m)，难以移动，为了完成整体加工，需要将待加工部分分成多个加工区域，然后采用移动制造系统逐区域加工。在各区域的加工过程中，都需要确定工件毛坯和制造系统在系统测量坐标系下的位姿，即制造系统自寻位，位姿精度直接影响工件的加工精度。由于大型构件尺寸大且型面特征不明显，如何借助现有的检测技术，实现超大型构件智能制造系统自寻位加工，具有一定的技术难度。

而目前大型复杂构件多采用人工的方式用传统方法进行定位，难以实现大型构件的加工余量的确定，劳动强度大、质量参差不齐。

发明内容

本发明提供了一种构件表面三维测量方法、构件表面三维测量装置及包括该构件表面三维测量装置的构件表面三维测量系统，解决相关技术中存在的难以实现大型构件的加工余量的确定的问题。

作为本发明的第一个方面，提供一种构件表面三维测量方法，其中，包括：

配置工业机器人的路径参数、激光跟踪设备的工作参数和三维扫描仪的扫描参数，其中所述三维扫描仪设置在所述工业机器人的末端；

当所述工业机器人带动所述三维扫描仪运动至每个预设测量位置时，获取所述三维扫描仪对待加工构件进行扫描的扫描数据，以及通过激光跟踪设备获取所述三维扫描仪在每个所述预设测量位置的位姿数据；

根据所述扫描数据和所述位姿数据获得构件表面三维测量模型数据；

将所述构件表面三维测量模型与预设理论模型数据进行比对，获得待加工构件的加工余量数据。

进一步地，所述激光跟踪设备包括激光跟踪仪和与所述激光跟踪仪通信连接的定位配件，所述定位配件设置在所述工业机器人的末端，所述定位配件用于获取所述三维扫描仪在每个所述预设测量位置的位姿数据。

进一步地，所述构件表面三维测量方法还包括在所述配置工业机器人的路径参数、激光跟踪设备的工作参数和三维扫描仪的扫描参数的步骤前进行的：

标定所述三维扫描仪和定位配件坐标系的第一坐标转换关系；

标定工业机器人的末端坐标系与所述定位配件的第二坐标转换关系。

进一步地，所述根据所述扫描数据和所述位姿数据获得构件表面三维测量模型数据，包括：

在每个所述预设测量位置，分别获取所述定位配件的位姿数据以及分别记录所述工业机器人的末端的位姿数据；

根据每个所述预设测量位置的所述定位配件的位姿数据和所述第一坐标转换关系，将所述扫描数据进行坐标系转换得到激光跟踪仪坐标系下的扫描数据；

将所有预设测量位置的激光跟踪仪坐标系下的扫描数据进行数据拼接，得到构件表面三维测量模型数据。