[发明专利]一种曲面零件自动装配的方法及系统

说明书

本发明公开了一种曲面零件自动装配的方法及系统，首先建立空间坐标系和确定空间坐标系的第一单位法向量；其次获取空间坐标系中曲面零件表面的三个测量点坐标，并根据测量点坐标，确定曲面零件表面的曲面表达式和曲面零件表面的第二单位法向量；再根据第一单位法向量和第二单位法向量计算末端执行器的旋转角度，并根据旋转角度调整末端执行器，使调整后末端执行器的第三单位法向量和第二单位法向量重合。因此，采用本发明提供的方法或者系统，只需获取空间坐标系中的曲面零件表面的三个测量点的坐标，就能完成末端执行器姿态的调整，解决了现有技术中必须使用四个传感器才能完成末端执行器姿态调整工作的缺陷，提高了曲面零件自动装配的质量。

技术领域

本发明涉及数字化装配技术领域，特别是涉及一种曲面零件自动装配的方法及系统。

背景技术

在曲面零件自动装配过程中，末端执行器需要在曲面零件的法向上进行制孔、贴片和插钉等操作，因此，末端执行器在对曲面零件装配前需要调整末端执行器姿态，使得末端执行器的法向与曲面零件装配点的法向重合，且末端执行器法向与曲面零件装配点法向重合的精准度，对曲面零件装配质量和装配连接寿命有很大的影响。目前，大多数调整末端执行器姿态方法和流程普遍采用四个传感器来调整末端执行器的法向，一旦四个传感器中有一个没有读数，导致程序报错，就会使得末端执行器没有办法继续工作，进而在某些零件表面上无法完成末端执行器姿态的调整，降低曲面零件自动装配的质量。综上，如何提高曲面零件自动装配的质量，是数字化装配技术领域急需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种曲面零件自动装配的方法及系统，能够提高曲面零件自动装配的质量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种曲面零件自动装配的方法，所述方法包括：

获取末端执行器执行端面的中心点；

获取至少三个传感器在所述末端执行器分布的传感器平面；

根据所述中心点和所述传感器平面，建立空间坐标系；所述空间坐标系的原点为所述中心点，所述空间坐标系的XY平面为所述传感器平面，所述空间坐标系的Z轴为垂直于所述XY平面且相交于所述原点的第一单位法向量所在的直线；

获取所述空间坐标系中的曲面零件表面的三个测量点的坐标；所述测量点为所述传感器沿所述Z轴方向采集信息时与所述曲面零件表面的交点；

根据所述测量点的坐标，确定所述曲面零件表面在所述空间坐标系中的曲面表达式；

根据所述曲面表达式，计算所述曲面零件表面的第二单位法向量；

根据所述第一单位法向量和所述第二单位法向量，计算所述末端执行器的旋转角度；

根据所述旋转角度，调整所述末端执行器，使调整后所述末端执行器的第三单位法向量和所述第二单位法向量重合。

可选的，所述获取所述空间坐标系中的曲面零件表面的三个测量点的坐标，包括：

获取第一直角三角形的直角边L₁、L₂；所述第一直角三角形的三个顶点为三个所述传感器；所述第一直角三角形为三个所述传感器构成的传感器平面；所述中心点位于所述第一直角三角形斜边的中点，三个所述传感器分别为第一传感器、第二传感器以及第三传感器；

根据所述空间坐标系，获取所述传感器的坐标；其中，所述第一传感器的坐标为所述第二传感器的坐标为所述第三传感器的坐标为

根据所述第一传感器、所述第二传感器以及所述第三传感器的坐标，获取第四传感点的坐标；所述第四传感点的坐标为所述第四传感点位于第二直角三角形的直角顶点；所述第二直角三角形与所述第一直角三角形的形状相同且斜边重合，所述第二直角三角形与所述第一直角三角形组合成一长方形；