[发明专利]基于视觉的大型结构件移动机械臂多坐标加工中心实现方法

摘要

为了克服移动机械臂对大型结构件不能完成多坐标加工中心功能的技术缺陷，本发明提出一种基于视觉的大型结构件移动机械臂多坐标加工中心实现方法，该方法通过在移动机械臂上设置加工任务和工序；在移动机械臂不同方向安装镗、铣、钻加工刀具、设置轨道和自动夹具、在轨道周边竖立多个光标识点，并在移动机械臂上安装CCD和激光测距或者安装connect相机，在加工过程进行在线定位监测和误差修正，对加工系统给出故障报警，解决了移动机械臂对大型结构件多坐标加工中心功能的技术问题。

主权项

一种基于视觉的大型结构件移动机械臂多坐标加工中心实现方法，其特征包括以下步骤：（1）在移动机械臂上设置加工任务和工序；在移动机械臂不同方向安装镗、铣、钻加工刀具、设置轨道和自动夹具、在轨道周边竖立多个光标识点，并在移动机械臂上安装CCD和激光测距或者安装互联相机；当移动机械臂移动至结构件的某一加工点时，移动机械臂停止运动并自动锁死，CCD和激光测距或者安装互联相机根据轨道周边竖立多个光标识点进行多坐标对准和准确定位，通过移动机械臂多关节控制器控制加工过程，并进行在线加工积累误差修正，加工完成后松开夹具，移动机械臂移动到下一道工序；（2） 移动机械臂具有多关节控制功能；在移动机械臂上安装CCD和激光测距或者安装互联相机，当移动机械臂移动至结构件的某一加工点时，移动机械臂停止运动并自动锁死，CCD和激光测距或者安装互联相机根据轨道周边竖立多个光标识点进行多坐标对准和准确定位，通过移动机械臂多关节控制器控制加工过程；假定某一道工序检测到某个轨道周边竖立的光标识点坐标分别为，，且为已知量；光标识点的个数，激光测距仪激光出口或者互联相机中心的坐标为，激光测距的定位要求为：以及其中，分别为到的距离，误差满足条件，为给定的正数，为在加工工艺中预先设定的位置，为给定的最大定位误差，为给定的最大图像位置误差，为矩阵的无穷范数；同时，要求先对准某个轨道周边竖立的光标识点的坐标图像位置，其余多个光标识点在CCD图像中的坐标位置要满足：其中，分别为在轨道周边竖立的光标识点的坐标在CCD图像中的坐标位置，分别为在轨道周边竖立的光标识点坐标在CCD图像中的理想坐标位置，且为已知量；为最大允许的图像位置误差；（3）在镗、铣、钻的加工过程中，扭矩和机械振动会引起定位误差，在加工过程中不断采用步骤（2）的方法检测定位精度，移动机械臂控制多关节缓慢运动抵消扭矩和机械振动作用,以在线减少加工积累误差并进行误差修正；（4）当最大误差、或不能控制时，加工精度不能满足要求，对系统进行报警；当最大误差、或满足要求，但随着日期不断增大而接近最大误差、或,对系统进行故障预警。