[发明专利]基于迭代的在机测量工件装夹位置找正方法

权利要求书

1.一种基于迭代的在机测量工件装夹位置找正方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在机床上对工件进行粗基准定位；

步骤2：进行在机测量，获得测量结果，结合测量结果和位置最佳拟合算法计算此次测量中工件从当前实际装夹位置到所期望的理论装夹位置的单次最佳刚体变换矩阵T；

步骤2-1：在工件的理论曲面上配置n个规划的理论测量点P_i，通过在机测量的测量结果得到对应的n个实际测量点P_i'，设置初始刚体变换矩阵T₀；

步骤2-2：基于所有的实际测量点与其对应的理论点之间的距离构建距离之和d的最小二乘模型，得到d最小时对应的刚体变换矩阵并将该矩阵作为此次工件从实际位置到理论位置的单次最佳刚体变换矩阵T；

步骤3：使用T更新测量程序，重复步骤2直到获得稳定收敛的单次最佳刚体变换矩阵；

步骤4：停止测量和更新，将此时稳定收敛的单次最佳刚体变换矩阵作为最终的最佳刚体变换矩阵T'，将T'作用到工件坐标系上，实现工件装夹位置的找正。

2.根据权利要求1所述的基于迭代的在机测量工件装夹位置找正方法，其特征在于，所述步骤3中预设一最大迭代次数，若重复步骤2的次数达到所述最大迭代次数时单次最佳刚体变换矩阵没有稳定收敛，输出故障报警信号。

3.根据权利要求1所述的基于迭代的在机测量工件装夹位置找正方法，其特征在于，所述步骤2中进行在机测量的具体过程为：将测量模型文件导入测量软件，根据粗基准定位规划测量路径，根据将测量路径生成测量程序并传输给机床，机床根据测量程序对工件进行在机测量。

4.根据权利要求1所述的基于迭代的在机测量工件装夹位置找正方法，其特征在于，所述步骤3中使用T更新测量程序的方法为：将单次最佳刚体变换矩阵T作用于理论装夹位置下的理论测量点P_i得到新的测量点P″_i，利用P″_i更新测量程序中的测量路径，重新生成测量程序。

5.根据权利要求1所述的基于迭代的在机测量工件装夹位置找正方法，其特征在于，所述步骤3中使用T更新测量程序的方法为：利用机床的平移和旋转指令将单次最佳刚体变换矩阵T中的平移和旋转部分作用到工件坐标系上，根据更新的工件坐标系重新生成测量程序。

6.根据权利要求1所述的基于迭代的在机测量工件装夹位置找正方法，其特征在于，所述步骤3中T稳定收敛的判断方法为：在理论装夹位置下的理论测量点中任取一点P₀，将连续两次测量得到的单次最佳刚体变换矩阵分别作用于P₀，得到两次变换后的映射点和计算和之间的距离，当距离小于预设的阈值δ时认为两次测量得到的单次最佳刚体变换矩阵T已稳定收敛。

7.根据权利要求1所述的基于迭代的在机测量工件装夹位置找正方法，其特征在于，所述步骤4中将T'作用到工件坐标系上的具体方法为：利用机床的平移和旋转指令将T'中的平移和旋转部分作用到工件坐标系上。

8.根据权利要求2所述的基于迭代的在机测量工件装夹位置找正方法，其特征在于：所述机床上设有报警装置，所述报警装置输出所述故障报警信号，用于提示操作人员排除故障；在排除故障后，返回步骤1。

9.根据权利要求8所述的基于迭代的在机测量工件装夹位置找正方法，其特征在于：所述排除故障的内容包括检查工件和机床的状态。