[发明专利]水轮机叶片在位测量与加工的控制方法、装置及系统

说明书

本发明涉及智能制造技术领域，具体公开了一种水轮机叶片在位测量与加工的控制方法，其中，包括：确定机器人与待加工水轮机的相对位置，以及确定机器人基坐标系与相机坐标系之间的相对位姿；获取待加工水轮机叶片的型面数据；将型面数据与预设模型进行匹配，得到待加工水轮机叶片的型面数据与预设模型之间的变换矩阵；根据变换矩阵确定待加工水轮机叶片的工件坐标系；规划待加工水轮机叶片在工件坐标系下的加工刀路轨迹；控制机器人根据加工刀路轨迹对待加工水轮机叶片进行加工。本发明还公开了一种水轮机叶片在位测量与加工的控制装置及系统。本发明提供的水轮机叶片在位测量与加工的控制方法能够实现对水轮机的在位修复。

技术领域

本发明涉及智能制造技术领域，尤其涉及一种水轮机叶片在位测量与加工的控制方法、水轮机叶片在位测量与加工的控制装置及水轮机叶片在位测量与加工的控制系统。

背景技术

目前国内大型水轮机叶片成型方法主要为毛坯铸造，之后采用机床进行加工及人工打磨，之后和水轮机上下板焊接成型，焊接部位人工打磨成圆角。在使用过程中，水轮机需要定期检修和保养，及时发现使用中存在的设计或者使用破损缺陷，需要将水轮机运至原生产地进行二次加工或者修复。这势必增加水轮机检修周期，导致效率低下以及资源浪费，徒增人力及物力成本。

因此，如何能够实现对水轮机叶片的在位修复成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种水轮机叶片在位测量与加工的控制方法、水轮机叶片在位测量与加工的控制装置及水轮机叶片在位测量与加工的控制系统，解决相关技术中存在的无法实现水轮机叶片的在位修复问题。

作为本发明的第一个方面，提供一种水轮机叶片在位测量与加工的控制方法，其中，将待加工水轮机固定在工装上，将双目结构光相机固定在机器人法兰盘末端，所述水轮机叶片在位测量与加工的控制方法包括：

确定机器人与所述待加工水轮机的相对位置，以及确定机器人基坐标系与相机坐标系之间的相对位姿；

获取待加工水轮机叶片的型面数据；

将所述型面数据与预设模型进行匹配，得到待加工水轮机叶片的型面数据与所述预设模型之间的变换矩阵；

根据所述变换矩阵确定所述待加工水轮机叶片的工件坐标系；

规划待加工水轮机叶片在所述工件坐标系下的加工刀路轨迹；

控制机器人根据所述加工刀路轨迹对所述待加工水轮机叶片进行加工。

进一步地，所述获取待加工水轮机叶片的型面数据，包括：

当机器人移动至不同位置时，分别获取双目结构光相机对所述待加工水轮机叶片采集的不同位置叶片型面数据；

将不同位置叶片型面数据进行数据拼接得到所述待加工水轮机叶片的型面数据。

进一步地，所述将所述型面数据与预设模型进行匹配，得到待加工水轮机叶片的型面数据与所述预设模型之间的变换矩阵，包括：

将所述预设模型中对应的叶片特征分割出来作为叶片模型；

将所述叶片模型与所述型面数据进行匹配，得到待加工水轮机叶片的型面数据与所述叶片模型之间的变换矩阵。

进一步地，所述将所述叶片模型与所述型面数据进行匹配，得到待加工水轮机叶片的型面数据与所述叶片模型之间的变换矩阵，包括：

将所述叶片模型与所述型面数据通过PCA算法进行粗匹配，得到粗匹配效果图；

根据ICP算法对所述粗匹配效果图进行精匹配处理，得到待加工水轮机叶片的型面数据与所述叶片模型之间的变换矩阵。