[发明专利]一种面向加工过程的移动机器人系统标定方法及系统

说明书

一种面向加工过程的移动机器人系统标定方法及系统，包括：基于激光跟踪仪的构建不同坐标系；采用激光跟踪仪建立全向移动平台坐标系、机器人基坐标系、机器人末端法兰坐标系以及待加工件坐标系；进行基于激光跟踪仪的机器人运动学参数辨识；通过激光跟踪仪测量机器人不同位姿下的目标点，建立运动学参数模型，进行运动学参数辨识；机器人运动位姿标定；采用标定完成的运动参数对机器人运行学参数修正，进而完成机器人运动位姿的标定；移动机器人到不同站位；进行基于激光跟踪仪的坐标系转换关系标定；通过激光跟踪仪对空间点目标点测量，采用改进加权的奇异值分解算法，实现坐标系转换关系的标定；加工程序执行，保证正确的移动机器人加工过程。

技术领域

本发明涉及一种面向加工过程的移动机器人系统标定方法及系统，面向大型复杂构件高精度局部加工过程以及高精度、高柔性移动加工机器人系统。

背景技术

以移动机器人系统为主的现代制造技术近年来在全球范围发展极其迅速，尤其是在重型、高端装备制造业上的发展更为广泛。美国沃特飞机公司研制了一套机器人钻铣系统，完成了波音737内侧襟翼的钻孔和铣削工作。德国弗劳恩霍夫协会研制的移动机器人用于飞机机翼加工。KUKA公司研制了全向叶片打磨机器人。浙江大学研制出适用于飞机机身钻铆的移动加工机器人设备，并通过集成激光测量技术、计算机控制技术、离线编程技术和机器人技术，大幅度提高了飞机部件的制孔效率。天津大学研制了一套KUKA工业机器人位姿测量与在线误差补偿系统，应用于大型球状工件复杂孔系制造。上述研究中，面向加工过程的移动机器人系统标定对系统有效运行及提高产品的制造质量和效率起着关键作用。

面向加工过程的移动机器人继承了关节型机器人作业空间大、可重构性强的优点，辅以全向移动平台与840Dsl控制技术，形成了移动加工机器人系统。该系统在工作过程中基准坐标在不断发生改变，传统的运动学参数标定方法与变换矩阵标定方法无法满足现场加工的需求，因此，提供一种面向加工过程的移动机器人系统标定方法。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种面向加工过程的移动机器人系统标定方法及系统。

本发明的技术解决方案是：

一种面向加工过程的移动机器人系统标定方法，步骤如下：

(1)基于激光跟踪仪的构建不同坐标系；

采用激光跟踪仪建立全向移动平台坐标系、机器人基坐标系、机器人末端法兰坐标系以及待加工件坐标系；

(2)进行基于激光跟踪仪的机器人运动学参数辨识；

通过激光跟踪仪测量机器人不同位姿下的目标点，建立运动学参数模型，进行运动学参数辨识；

(3)机器人运动位姿标定；

采用标定完成的运动参数对机器人运行学参数修正，进而完成机器人运动位姿的标定；

(4)移动机器人到不同站位；

按照事前规划好的站位，控制移动机器人移动到指定的站位；

(5)进行基于激光跟踪仪的坐标系转换关系标定；

通过激光跟踪仪对空间点目标点测量，采用改进加权的奇异值分解算法，实现坐标系转换关系的标定；

(6)移动机器人加工程序执行；

机器人运动学参数辨识后获得的准确机器人运动位姿，结合激光跟踪仪确定的全向移动平台坐标系相对于待加工件坐标系之间的转换关系，即可修正移动机器人加工程序，以保证正确的移动机器人加工过程。

进一步的，步骤(1)基于激光跟踪仪的构建不同坐标系具体为：