[发明专利]基于面激光传感器的机器人工件装配及形位公差检测系统及其检测方法

权利要求书

1.基于面激光传感器的机器人工件装配及形位公差检测系统，包括有定位组件，其特征在于：所述定位组件的外围设置有相互通讯的面激光传感器、机器人设备、工控机，所述面激光传感器安装在机器人设备末端，由机器人设备携带对机器人设备运动范围内的被测位置采集工件表面三维数据，所述面激光传感器在采集工件表面三维数据的同时还采集灰度图像数据，采集所得的工件表面三维数据用于工件关键点形位公差检测，采集所得的灰度图像数据用于工件错漏装检测；所述工控机同时连接面激光传感器、机器人控制柜，用于控制检测过程及处理检测数据，所述工控机根据检测计划启动检测过程，控制机器人本体运动到工件被测位置，通过面激光传感器采集被测工件表面三维数据及灰度图像数据，对采集到的数据进行处理和分析得到检测结果。

2.根据权利要求1所述的基于面激光传感器的机器人工件装配及形位公差检测系统，其特征在于：所述的工控机内设置有通信及控制模块，所述的通信及控制模块的数据处理端口上连接有数据处理组件，所述数据处理组件的辅助通讯端口上连接有显示存储及统计分析模块；所述机器人设备包括机器人本体，所述机器人本体上连接有机器人控制柜，所述机器人控制柜连接有机器人示教器，所述机器人本体用于带动面激光传感器以到达工件被检测位置，所述机器人控制柜用于机器人本体的伺服控制，所述机器人控制柜和工控机连接用于传输机器人位置数据，所述机器人示教器用于机器人编程调试。

3.根据权利要求2所述的基于面激光传感器的机器人工件装配及形位公差检测系统，其特征在于：所述通信及控制模块用于完成和面激光传感器、机器人控制柜的通信，通过面激光传感器采集灰度图像数据和三维位置数据，并记录面激光传感器拍摄时机器人的位置和姿态信息，所述通信及控制模块同时实现整个检测过程的协调控制，根据检测计划，依次控制机器人本体到达被测位置，在机器人本体到达被测位置后触发面激光传感器采集被测位置数据；所述数据处理组件包括相互通讯的标定模块、坐标转换模块、计算模块，所述标定模块计算面激光传感器坐标系相对于机器人本体末端工具坐标系的旋转平移矩阵，完成被测部件基准的建立；所述坐标转换模块根据标定模块所求得旋转和平移矩阵、机器人本体位置和姿态信息、基准坐标对面激光传感器采集到的三维位置数据进行坐标变换，将其从面激光传感器坐标系下变换到被测部件坐标系下；所述计算模块包括二维图像处理模块和三维图形处理模块，所述二维图像处理模块通过特征识别进行错漏装的检测，所述三维图形处理模块通过点云计算得到形位公差信息；所述显示存储及统计分析模块用于对检测结果进行统计分析，并将检测结果上传至企业数据库并通过显示器实时直观显示测量结果。

4.根据权利要求2所述的基于面激光传感器的机器人工件装配及形位公差检测系统，其特征在于：所述的通信及控制模块上设置有PLC接口。

5.根据权利要求2所述的基于面激光传感器的机器人工件装配及形位公差检测系统，其特征在于：所述显示存储及统计分析模块能给用户提供检测报表。

6.根据权利要求1所述的基于面激光传感器的机器人工件装配及形位公差检测系统，其特征在于：所述的工控机连接有电控安防设备，所述的电控安防设备包括有PLC组件与安全组件，所述的PLC组件用于机器人设备、工控机、定位组件及安全组件的协调控制，在安全组件没有被触发并且工件装夹正常的情况下，PLC组件允许工控机启动检测过程，所述安全组件包括安全光栅与安全门，所述安全光栅用于检测人员闯入，安全门主用于检修，所述工控机在PLC组件给出就位信号后启动检测过程，控制机器人运动到工件被测位置，通过面激光传感器采集被测工件表面三维数据及灰度图像数据，对采集到的数据进行处理和分析得到检测结果，所述工控机在PLC组件给出停止检测信号时终止检测过程。

7.根据权利要求6所述的基于面激光传感器的机器人工件装配及形位公差检测系统，其特征在于：所述的安全组件还包括有安全围栏。