[发明专利]一种基于工业相机的五轴点胶机的误差标定方法

说明书

本发明涉及五轴点胶机的机械标定技术领域，公开了一种基于工业相机的五轴点胶机的误差标定方法，包括：步骤S1.标定五轴点胶机的机械结构参数，并将五轴点胶机的机械结构和工件视为刚体机械结构；步骤S2.将刚体机械结构划分为两条加工运动链；步骤S3.为加工运动链中的各个刚体建立标准正交轴坐标系；步骤S4.根据机器人运动学方法对各个刚体的坐标系进行转换，获取转换矩阵；步骤S5.根据转换矩阵和五轴标定流程对五轴点胶机进行机械标定操作；步骤S6.根据机械标定操作获取刚体机械结构的各个参数矩阵和刚体机械结构坐标系之间的转换关系，进行误差标定。本发明用于标定五轴的机械几何结构参数，计算五轴机器的各项误差，提高五轴机器加工精度。

技术领域

本发明涉及五轴点胶机的机械标定技术领域，具体地说，是一种基于工业相机的五轴点胶机的误差标定方法，用于标定五轴的机械几何结构参数，计算五轴机器的各项误差，提高五轴机器加工精度,也可推广应用于五轴数控机床加工以及其它精密仪器加工的五轴设备之上。

背景技术

五轴机器相较于传统三轴机器，具有加工精度更高、加工效率更高、能加工结构更复杂的工件等特点，在市场上更具竞争优势。同时也因两个旋转轴的增加，五轴机器的机械结构变得更为复杂，加之机器机械结构自身存在的几何误差，机器运行时带来的磨损等，这些因素对于标定五轴机器几何结构参数提出了需求。

常用的现有技术多为平动轴检测技术、转动轴检测技术和误差补偿技术：平动轴检测多采用激光干涉仪、千分表等测量仪器检测三个平动轴的几何精度以及平动轴之间的垂直度；在转动轴检测技术中，市面上五轴机器主要分为双转台结构、单摆台-单转台结构、双摆头结构三种，根据不同的机械结构建立相对应的几何数学模型，通过水平仪、球杆仪等仪器测量旋转轴的径向、轴向、切向的轴线偏差，计算旋转轴的偏心率等数据；在误差补偿技术中，根据误差数据进行误差补偿，以达到提高加工精度的目的。

市面上五轴机械设备的结构不同，现有测量工具的使用受特定的机械结构约束，适用性不强，现有五轴标定技术标定流程过于繁琐、所需时间更多、效率更低。因其流程繁琐，所以对于实施标定的技术人员技术要求较高。标定所需球杆仪、激光干涉仪等测量仪器相较于本发明使用到的工业相机更加昂贵，在实际应用中会增加厂家的使用成本，总而言之，这些传统方案存在标定流程繁琐，执行效率不高，测量仪器价格昂贵等缺点。

因此，本发明提出了一种技术方案，能够解决上述问题，不同于通过激光干涉仪、千分表、球杆仪等测量仪器来对五轴机器进行标定处理，本技术方案仅需要工业相机和设计的标定方法就能够完成数据的采集和标定运算，在极大简化标定流程的同时减少了标定的使用成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于工业相机的五轴点胶机的误差标定方法，仅需要工业相机和设计的标定方法就能够完成数据的采集和标定运算，在极大简化标定流程的同时减少了标定的使用成本。

本发明通过下述技术方案实现：一种基于工业相机的五轴点胶机的误差标定方法，包括以下步骤：

步骤S1.确定五轴点胶机的机械结构，所述五轴点胶机的机械结构包括机床基座、平动轴X轴、平动轴Y轴、平动轴Z轴、转动轴A轴、转动轴C轴、胶阀和相机，并将所述五轴点胶机的机械结构和工件视为刚体机械结构；

步骤S2.将刚体机械结构划分为两条加工运动链；

步骤S3.为加工运动链中的各个刚体建立标准正交轴坐标系；

步骤S4.根据机器人运动学方法对各个刚体的坐标系建立转换矩阵和转换关系；

步骤S5.根据转换矩阵和五轴标定流程对五轴点胶机进行机械标定操作，获取标定计算所需数据；

步骤S6.根据机械标定操作获取的数据进行误差标定计算，获取刚体机械结构的各个参数矩阵和刚体机械结构坐标系之间的转换关系，并进行误差分析。