[发明专利]用于机器人修磨系统的面向空间曲面加工的在位测量方法

摘要

本发明提供一种机器人修磨系统中面向高精度复杂曲面加工的在位测量方法，属于砂带磨削加工领域，该方法的主要步骤包括：选择和加工三个基准平面、测量系统在工件不动的条件下完成工件的测量、求取测量坐标系与工件坐标系的映射关系、求取磨削量和曲率、求取工件坐标系至机器人末端坐标系的映射关系、机器人运动路径规划、控制磨削参数完成磨削。本发明可用于解决已有系统中在位测量精度难以提高的问题，同时降低对夹具精度的要求，提高现有机器人修磨系统的精度。

主权项

1.一种用于机器人修磨系统的面向空间曲面加工的在位测量方法，其特征在于：包括以下步骤：1)首先结合设计要求设定或加工出两两不同向的三个基准平面，然后把待加工的工件固定于机器人末端夹具上，并使该工件在整个加工、测量中在机器人末端夹具上的位置不变；2)对工件进行一次加工，本次加工完成后，机器人移动工件至测量工位；3)在测量工位上对工件的加工曲面进行测量，在一个完整的测量过程中机器人保持不动，通过测量系统的运动完成工件的测量；主要步骤如下：i)测量系统通过移动非接触式或接触式测量探头，对三个基准平面和整个待加工曲面进行测量，得到测量坐标系{M}中的点云数据；ii)对点云数据进行处理，得到三个基准平面的方程，并进一步求出三个基准平面的相交点，及三条相交直线，以相交点为原点、三条相交线为坐标轴建立仿射坐标系{W}作为工件坐标系，求出测量坐标系{M}与工件坐标系{W}的映射关系iii)通过映射关系把测量坐标系{M}中的点云数据转换为工件坐标系{W}中的数据，并与工件的加工目标尺寸做比较，得到工件曲面上待加工点的磨削量；iv)规划磨削路径，计算磨削点曲率；v)计算工件坐标系{W}与机器人末端坐标系{n}的映射关系T=Tn-1nWn·····Tji·····T01·TM0·TWM]]>其中，为测量坐标系至机器人基坐标系的映射关系；为机器人杆件j坐标系至杆件i坐标系的映射关系，1≤i≤n、0≤j≤n-1；4)根据测量结果判断工件是否满足设计要求的加工精度，若工件合格，则结束加工过程；否则机器人把工件移动至加工工位，转步骤2)进行下一次加工。