專利名稱：一種基于機(jī)器人視覺(jué)伺服的大型復(fù)雜零件測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種大型復(fù)雜零件測(cè)量的技術(shù)，特別是一種基于機(jī)器人視覺(jué)伺服的大型復(fù)雜零件測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)前幾何量精密測(cè)量的研究與發(fā)展從量程范圍角度看，正經(jīng)歷著從常規(guī)尺寸向小尺度尺寸和大空間尺寸兩個(gè)方向的發(fā)展過(guò)程。大空間尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一般的機(jī)械加工尺寸，常規(guī)的精密測(cè)量方法不能很好解決工程應(yīng)用中的測(cè)量問(wèn)題；較大工件(產(chǎn)品)因?yàn)槌叽绾唾|(zhì)量龐大，測(cè)量工作多在加工制造現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中，甚至在工位上進(jìn)行，復(fù)雜的空間，加之溫度、振動(dòng)等無(wú)法控制的現(xiàn)場(chǎng)干擾因素，大大增加了測(cè)量難度；此外，巨大的測(cè)量空間和復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境對(duì)測(cè)量自動(dòng)化水平提出了很高的要求，高效自動(dòng)化測(cè)量也是大尺寸測(cè)量的關(guān)鍵因素之一 O隨著國(guó)家對(duì)大飛機(jī)項(xiàng)目、風(fēng)能發(fā)電和深海探測(cè)等重大項(xiàng)目的大力支持與發(fā)展，越來(lái)越多的零部件涉及到大尺寸復(fù)雜曲面的制造與測(cè)量技術(shù)，比如飛機(jī)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、直升機(jī)螺旋槳、潛艇螺旋槳和風(fēng)電渦輪機(jī)葉片等。這些部件對(duì)于最后成型曲面的精度都有嚴(yán)格的要求，制造出的產(chǎn)品曲面形狀應(yīng)該和設(shè)計(jì)的形狀嚴(yán)格一致，因此對(duì)于這一類零件的加工質(zhì)量應(yīng)該進(jìn)行測(cè)量與檢測(cè)以保證與設(shè)計(jì)參數(shù)的一致性，從而確保產(chǎn)品的性能。目前工業(yè)應(yīng)用中的大尺寸曲面檢測(cè)大部分都是利用接觸式的三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)，這種方法通過(guò)對(duì)表面點(diǎn)坐標(biāo)的測(cè)量與評(píng)價(jià)完成橫截面幾何形狀的測(cè)量，該測(cè)量方法精度高，但是測(cè)量速度很慢，人工干預(yù)很多，同時(shí)通用性差、操作過(guò)程冗長(zhǎng)繁瑣。而且該測(cè)量方法一般建立在已知先驗(yàn)CAD模型的基礎(chǔ)上，對(duì)于逆向工程有很大的不便性。
發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)大型復(fù)雜零件的高效、高精度、高通用性測(cè)量，本實(shí)用新型的目的是提供一種無(wú)需先驗(yàn)CAD模型的完全智能化精密測(cè)量的基于機(jī)器人視覺(jué)伺服的大型復(fù)雜零件
測(cè)量裝置。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的方案是:它包括支架9、可上下或左右移動(dòng)的導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上設(shè)置有I個(gè)以上視覺(jué)機(jī)器人8，在支架9側(cè)面分別安裝有面結(jié)構(gòu)光發(fā)射陣A2和面結(jié)構(gòu)光發(fā)射陣B3，并在支架9的上部或外側(cè)設(shè)置全局?jǐn)z像機(jī)I?？缮舷乱苿?dòng)的導(dǎo)軌包括安裝在支架9兩端的上下移動(dòng)導(dǎo)軌4，可左右移動(dòng)的導(dǎo)軌包括安裝在支架9兩側(cè)的水平移動(dòng)導(dǎo)軌5。水平移動(dòng)導(dǎo)軌5兩端可分別與上下移動(dòng)導(dǎo)軌4成活動(dòng)配合連接。首先建立裝載4個(gè)以上機(jī)器手臂的測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)，采用面結(jié)構(gòu)光對(duì)零件表面進(jìn)行標(biāo)記，然后采用視覺(jué)技術(shù)建立空間曲面流形模型，再對(duì)于曲面流形模型進(jìn)行精度區(qū)域劃分和取點(diǎn)自動(dòng)規(guī)劃；再給各個(gè)機(jī)器人進(jìn)行任務(wù)分配和取點(diǎn)規(guī)劃路徑，最后采用力覺(jué)-視覺(jué)融合伺服的方法控制機(jī)器人末端探針進(jìn)行接觸式取點(diǎn)，以獲得大型復(fù)雜零件的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。所述空間曲面流形模型可采用B樣條控制頂點(diǎn)在雙目圖像中匹配來(lái)對(duì)被測(cè)曲面的幾何形狀建造精確的模型，采用結(jié)構(gòu)光投影的網(wǎng)格形狀測(cè)量曲面各區(qū)域的曲率變化并建立曲面的空間流形。所述精度區(qū)域劃分是根據(jù)空間曲面上曲率變化的情況而對(duì)曲面進(jìn)行區(qū)域劃分，即按照網(wǎng)格的曲線曲率變化，以及包括結(jié)構(gòu)光節(jié)點(diǎn)和曲面的特征角點(diǎn)構(gòu)成網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)密度，從而將曲面劃分成由特征點(diǎn)分割出的精度區(qū)域。產(chǎn)生面結(jié)構(gòu)光的激光發(fā)射器與水平面成25-75度向零件表面發(fā)射面結(jié)構(gòu)光，結(jié)構(gòu)光平面和零件表面相交成一條直線或者曲線。所述激光發(fā)射器兩側(cè)按垂直方向等距離設(shè)置攝像機(jī)，以發(fā)射等距離的平行面結(jié)構(gòu)光。本實(shí)用新型所述測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)可以包括四個(gè)可移動(dòng)導(dǎo)軌和4個(gè)以上伺服機(jī)器人，伺服機(jī)器人與全局測(cè)量通過(guò)室內(nèi)iGPS控制定位。所述測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)也可包括四個(gè)固定導(dǎo)軌和四個(gè)可移動(dòng)導(dǎo)軌構(gòu)成空間結(jié)構(gòu)框架，其中兩條導(dǎo)軌可豎直方向移動(dòng)，另外兩條導(dǎo)軌可水平運(yùn)動(dòng)，每個(gè)可移動(dòng)導(dǎo)軌上裝配兩個(gè)可移動(dòng)機(jī)器人，測(cè)量空間上方裝有全局?jǐn)z像機(jī)裝置和室內(nèi)iGPS定位系統(tǒng)裝置。對(duì)各個(gè)機(jī)器人按精度區(qū)域進(jìn)行任務(wù)分配，每個(gè)機(jī)器人完成子任務(wù)后返回測(cè)量數(shù)據(jù)。機(jī)器人在執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中，以機(jī)器人移動(dòng)距離最短作為任務(wù)分配原則，循環(huán)最優(yōu)解作為最佳分配方法。機(jī)器人根據(jù)任務(wù)分配逐步選擇就近區(qū)域進(jìn)行測(cè)量任務(wù)，每個(gè)機(jī)器人在工作過(guò)程中選擇距離區(qū)域中心最小的區(qū)域進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量完成后再選擇距離最小的區(qū)域，如此循環(huán)直到所有區(qū)域測(cè)量完成。。本實(shí)用新型的有益效果是:本方法是一種無(wú)需零件CAD先驗(yàn)?zāi)Ｐ汀⒅悄芤?guī)劃路徑、實(shí)現(xiàn)高精度的復(fù)雜零件測(cè)量方法，由于本方法建立自己的測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)，并裝載有iGPS位置檢測(cè)站、全局?jǐn)z像機(jī)和多個(gè)伺服機(jī)器人，可從全局進(jìn)行規(guī)劃并從局部進(jìn)行精細(xì)操作，實(shí)現(xiàn)高效、高精度、高通用性的測(cè)量。本方法可廣泛應(yīng)用于我國(guó)重大戰(zhàn)略裝備的關(guān)鍵零部件制造領(lǐng)域。

圖1是本實(shí)用新型的工作流程方框圖。圖2是本實(shí)用新型用于測(cè)量時(shí)建立測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖3是圖2的正視結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖2的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖2的右視結(jié)構(gòu)示意圖。圖6和圖7是基于雙目視覺(jué)反饋控制的原理示意圖。圖8是力覺(jué)和視覺(jué)融合伺服控制方框原理示意圖。圖9是結(jié)構(gòu)光與曲面零件表面相交的攝像機(jī)獲取圖。圖10是結(jié)構(gòu)光與平面零件表面相交的攝像機(jī)獲取圖。圖中:1-全局?jǐn)z像機(jī)，2-面結(jié)構(gòu)光發(fā)射陣A，3-面結(jié)構(gòu)光發(fā)射陣B，4_上下移動(dòng)導(dǎo)軌，5-水平移動(dòng)導(dǎo)軌，6-面結(jié)構(gòu)光與零件表面交線，7-被測(cè)量物體，8-機(jī)器人，9-支架。
具體實(shí)施方式
為了闡明本實(shí)用新型的技術(shù)方案及技術(shù)目的，
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施方法對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步介紹。實(shí)施例1，本實(shí)用新型所述用于基于機(jī)器人視覺(jué)伺服的大型復(fù)雜零件測(cè)量裝置的專用裝置，它包括支架9、可上下或左右移動(dòng)的導(dǎo)軌，在每根導(dǎo)軌上設(shè)置有I個(gè)以上視覺(jué)機(jī)器人8，也可根任務(wù)需要設(shè)置3個(gè)或4個(gè)視覺(jué)機(jī)器人8，在支架9側(cè)面分別安裝有面結(jié)構(gòu)光發(fā)射陣A2和面結(jié)構(gòu)光發(fā)射陣B3，并在支架9的上部或外側(cè)設(shè)置全局?jǐn)z像機(jī)I?？缮舷乱苿?dòng)的導(dǎo)軌包括安裝在支架9兩端的上下移動(dòng)導(dǎo)軌4，可左右移動(dòng)的導(dǎo)軌包括安裝在支架9兩側(cè)的水平移動(dòng)導(dǎo)軌5。水平移動(dòng)導(dǎo)軌5兩端可分別與上下移動(dòng)導(dǎo)軌4成活動(dòng)配合連接。參閱圖2至5。其余同上述實(shí)施例。本實(shí)用新型要首先建立裝載4個(gè)以上機(jī)器手臂的測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)(本實(shí)用新型以8個(gè)為例進(jìn)行說(shuō)明)，采用面結(jié)構(gòu)光對(duì)零件表面進(jìn)行標(biāo)記，然后采用視覺(jué)技術(shù)建立空間曲面流形模型，再對(duì)于曲面流形模型進(jìn)行精度區(qū)域劃分和取點(diǎn)自動(dòng)規(guī)劃；再給各個(gè)機(jī)器人進(jìn)行任務(wù)分配和取點(diǎn)規(guī)劃路徑，最后采用力覺(jué)-視覺(jué)融合接觸的視覺(jué)力覺(jué)混合控制測(cè)量方法對(duì)大型復(fù)雜零件進(jìn)行測(cè)量獲得大型復(fù)雜零件的相關(guān)數(shù)據(jù)。參閱圖1至圖10。實(shí)施例2，本實(shí)用新型所述空間曲面流形模型可采用B樣條控制頂點(diǎn)在雙目圖像中匹配來(lái)對(duì)被測(cè)曲面的幾何形狀建造輪廓模型，采用結(jié)構(gòu)光投影的網(wǎng)格形狀測(cè)量曲面各區(qū)域的曲率變化并建立曲面的空間流形。參閱圖1至圖10，其余同實(shí)施例1。實(shí)施例3，本實(shí)用新型所述精度區(qū)域劃分是根據(jù)空間曲面上曲率變化的情況而對(duì)曲面進(jìn)行區(qū)域劃分，即按照網(wǎng)格的曲線曲率變化，以及包括結(jié)構(gòu)光節(jié)點(diǎn)和曲面的特征角點(diǎn)構(gòu)成網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)，從而將曲面劃分成由特征點(diǎn)分割出的精度區(qū)域。參閱圖1至圖10，其余同上述實(shí)施例。實(shí)施例4，本實(shí)用新型產(chǎn)生面結(jié)構(gòu)光的激光發(fā)射器與水平面成25-75度向零件表面發(fā)射面結(jié)構(gòu)光，結(jié)構(gòu)光平面和零件表面相交成一條直線或者曲線。所述激光發(fā)射器按垂直方向等距離設(shè)置，以發(fā)射等距離的平行面結(jié)構(gòu)光。已標(biāo)定的全局?jǐn)z像機(jī)垂直于水平地面獲取零件圖像，圖像中包括零件表面和面結(jié)構(gòu)光與零件表面的交線。采用視覺(jué)識(shí)別技術(shù)對(duì)全局?jǐn)z像機(jī)獲取的圖像進(jìn)行分析，基于B樣條曲線和主動(dòng)輪廓算法，建立被測(cè)曲面的空間流形模型，通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)光網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)格線的曲率變化分析，判定零件表面的彎曲程度，從而選擇合適的取點(diǎn)密度。沿著流形模型的特征角點(diǎn)進(jìn)行取點(diǎn)路徑規(guī)劃，根據(jù)取點(diǎn)密度要求可進(jìn)行不同數(shù)量的差值處理，得到更多待測(cè)特征點(diǎn)，從而進(jìn)行精確測(cè)量。它主要是采用力覺(jué)-視覺(jué)融合接觸法進(jìn)行取點(diǎn)測(cè)量。參閱圖1至圖10，其余同上述實(shí)施例。實(shí)施例5，本實(shí)用新型所述測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)可以包括四個(gè)可移動(dòng)導(dǎo)軌和八個(gè)伺服機(jī)器人，伺服機(jī)器人與全局測(cè)量通過(guò)室內(nèi)iGPS控制定位。參閱圖1至圖10，其余同上述實(shí)施例。實(shí)施例6，本實(shí)用新型所述測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)也可包括四個(gè)固定導(dǎo)軌和四個(gè)可移動(dòng)導(dǎo)軌構(gòu)成空間結(jié)構(gòu)框架，其中兩條導(dǎo)軌可豎直方向移動(dòng)，另外兩條導(dǎo)軌可水平移動(dòng)，每個(gè)可移動(dòng)導(dǎo)軌上裝配兩個(gè)可移動(dòng)機(jī)器人，為后續(xù)整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化測(cè)量提供硬件基礎(chǔ)。在測(cè)量空間上方裝有全局?jǐn)z像機(jī)裝置和室內(nèi)iGPS定位系統(tǒng)裝置。對(duì)八個(gè)機(jī)器人按精度區(qū)域進(jìn)行任務(wù)分配，每個(gè)機(jī)器人完成子任務(wù)后返回測(cè)量數(shù)據(jù)。機(jī)器人在執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中，以機(jī)器人移動(dòng)距離最短作為任務(wù)分配原則，循環(huán)最優(yōu)解作為最佳分配方法。機(jī)器人根據(jù)任務(wù)分配逐步選擇就近區(qū)域進(jìn)行測(cè)量任務(wù)，每個(gè)機(jī)器人在工作過(guò)程中選擇距離區(qū)域中心最小的區(qū)域，測(cè)量完成后再選擇距離最小的區(qū)域，如此循環(huán)直到所有區(qū)域測(cè)量完成。本實(shí)用新型旨在將每個(gè)機(jī)器人測(cè)量得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，最后獲得零件表面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。參閱圖1至圖10，其余同上述實(shí)施例。[0029]實(shí)施例7，本實(shí)用新型提出的測(cè)量空間上方需安裝全局?jǐn)z像機(jī)和室內(nèi)iGPS裝置，八個(gè)機(jī)器人的底座上裝有室內(nèi)iGPS裝置，以便獲得每個(gè)機(jī)器人在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)后的精確定位。首先，將被測(cè)零件放置到已經(jīng)建立好的測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)，面激光發(fā)射器組向零件表面發(fā)射面激光，面激光與零件表面相交得到激光曲線，為了使獲得的曲線能夠在攝像機(jī)獲取的圖像內(nèi)反應(yīng)零件表面的彎曲程度，面激光發(fā)射器組平行等距離豎直排列，發(fā)射出的面激光與水平面成25-75度角；然后通過(guò)全局?jǐn)z相機(jī)攝取零件整體圖像，通過(guò)標(biāo)定得到零件的形狀以及輪廓，從而建立Snake能量模型對(duì)目標(biāo)輪廓曲線進(jìn)行逼近，將輪廓視為一條能量最小化樣條，采用B樣條曲線用于快速的輪廓檢測(cè)與擬合，從而得到零件的形狀以及輪廓。采用與Snake類似的能量函數(shù)，目標(biāo)輪廓用初始B樣條曲線的演化形式進(jìn)行表示，而曲線的外部能量項(xiàng)擬采用GVF (梯度向量流)的外部能量表達(dá)方法進(jìn)行表示。根據(jù)B樣條曲線具體的方程可以推導(dǎo)出相應(yīng)的B樣條曲線逼近圖像輪廓的Snake模型。通過(guò)B樣條控制頂點(diǎn)在雙目圖像中匹配來(lái)計(jì)算被測(cè)曲面的形狀，在此基礎(chǔ)上通過(guò)結(jié)構(gòu)光投影的網(wǎng)格形狀來(lái)測(cè)量曲面各區(qū)域的曲率變化情況而建立曲面的空間流形。根據(jù)空間曲面上的輪廓情況，以及網(wǎng)格形狀和節(jié)點(diǎn)密度確定三個(gè)精度等級(jí)，分別為:超高精度、高精度、正常精度。超高精度區(qū)域指網(wǎng)格形狀變形很大，而且節(jié)點(diǎn)密度也很大的區(qū)域，說(shuō)明本區(qū)域的零件表面變形或者彎曲程度比較大，需要進(jìn)行精密取點(diǎn)才能準(zhǔn)確獲得零件表面的形狀特征；高精度區(qū)域指網(wǎng)格形狀變形較明顯，而且節(jié)點(diǎn)密度也比較大的區(qū)域，說(shuō)明本區(qū)域的零件表面有變形或者彎曲存在，需要測(cè)量較多特征點(diǎn)來(lái)確定零件表面的形狀特征；正常區(qū)域指網(wǎng)格變形不明顯，節(jié)點(diǎn)密度較小的區(qū)域，說(shuō)明本區(qū)域的零件表面比較近似平面特征，可以測(cè)量較少的特征點(diǎn)，以減少工作量提高測(cè)量效率。本實(shí)用新型的測(cè)量空間共搭載八個(gè)機(jī)器人，分別標(biāo)號(hào)為一至八號(hào)，其中一三五七號(hào)四個(gè)機(jī)器人為六關(guān)節(jié)機(jī)器人，進(jìn)行超高精度和高精度區(qū)域的測(cè)量任務(wù)；其余四個(gè)機(jī)器人為四關(guān)節(jié)機(jī)器人，進(jìn)行正常精度區(qū)域的測(cè)量任務(wù)。當(dāng)待測(cè)零件表面被分為三個(gè)精度等級(jí)后，導(dǎo)軌根據(jù)零件高度運(yùn)動(dòng)到適當(dāng)位置然后固定不動(dòng)。分別將超高精度、高精度和正常精度三個(gè)區(qū)域標(biāo)記為A、B、C，再將六關(guān)節(jié)機(jī)器人和四關(guān)節(jié)機(jī)器人分別標(biāo)記為S和F，通過(guò)計(jì)算每個(gè)機(jī)器人S到A和B的距離，選擇距離最短的一組匹配進(jìn)行測(cè)量，然后再?gòu)氖Ｓ嗟牟煌ヅ渚嚯x中選擇距離最小的一組進(jìn)行測(cè)量，以此類推。六關(guān)節(jié)機(jī)器人工作的同時(shí)，四關(guān)節(jié)機(jī)器人F和C區(qū)域進(jìn)行距離最短的匹配。若機(jī)器人同一導(dǎo)軌上在工作過(guò)程中存在相互干涉的情況，則先放棄工作任務(wù)，待第一輪測(cè)量任務(wù)完成后，移動(dòng)導(dǎo)軌后重復(fù)以上測(cè)量任務(wù)分配，直到完成被測(cè)零件表面所有區(qū)域的測(cè)量任務(wù)。當(dāng)機(jī)器人在導(dǎo)軌上移動(dòng)結(jié)束后，將首先通過(guò)室內(nèi)iGPS裝置獲取基座的位置數(shù)據(jù)，然后固定基座，通過(guò)機(jī)器人關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)或者移動(dòng)進(jìn)行測(cè)量工作。對(duì)于探針取點(diǎn)過(guò)程采用力覺(jué)-視覺(jué)融合伺服的方法控制機(jī)器人末端探針進(jìn)行接觸式取點(diǎn)。為使接觸式探針取點(diǎn)過(guò)程接觸柔和，將力覺(jué)控制引入到雙目視覺(jué)伺服控制系統(tǒng)中，將雙目視覺(jué)和力覺(jué)信息融合為一體。通過(guò)兩個(gè)CCD攝像機(jī)得出目標(biāo)角點(diǎn)和機(jī)器人特征點(diǎn)之間的視差；然后通過(guò)控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)減小雙目視差的值直至零(即機(jī)器人的特征點(diǎn)和目標(biāo)角點(diǎn)重合)，從而達(dá)到手眼協(xié)調(diào)控制的目的。如圖6所示，通過(guò)立體視覺(jué)系統(tǒng)獲取目標(biāo)物體和機(jī)器人末端操作器上的兩個(gè)特征點(diǎn)的角視差 視覺(jué)反饋控制的目的就是使得與和務(wù)都減小趨向于O，如圖7所示，即使得兩個(gè)特征點(diǎn)重合，也即機(jī)器人末端達(dá)到了目標(biāo)位置。當(dāng)探針沒(méi)有接觸到曲面時(shí)，力傳感器的反饋量f為O，此時(shí)按照雙目視覺(jué)伺服進(jìn)行控制，如圖8所示；當(dāng)探針接觸到被測(cè)表面時(shí)將力控制作為控制的外循環(huán)以減小探針與被測(cè)曲面的接觸力。 整個(gè)測(cè)量過(guò)程由全局?jǐn)z像機(jī)控制，室內(nèi)iGPS位置檢測(cè)站采集機(jī)器人的位姿數(shù)據(jù)，并由計(jì)算機(jī)記錄每個(gè)區(qū)域所獲取的測(cè)量數(shù)據(jù)，當(dāng)各個(gè)區(qū)域的測(cè)量工作完成之后將測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并生成點(diǎn)云，基于機(jī)器人視覺(jué)伺服控制的自動(dòng)數(shù)據(jù)采集工作結(jié)束。參閱圖1至圖10，其余同上述實(shí)施例。
權(quán)利要求1.一種用于基于機(jī)器人視覺(jué)伺服的大型復(fù)雜零件測(cè)量裝置，其特征是:它包括支架(9)、可上下或左右移動(dòng)的導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上設(shè)置有I個(gè)以上視覺(jué)機(jī)器人(8)，在支架(9)側(cè)面分別安裝有面結(jié)構(gòu)光發(fā)射陣A (2)和面結(jié)構(gòu)光發(fā)射陣B (3)，并在支架(9)的上部或外側(cè)設(shè)置全局?jǐn)z像機(jī)(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于機(jī)器人視覺(jué)伺服的大型復(fù)雜零件測(cè)量裝置，其特征是:可上下移動(dòng)的導(dǎo)軌包括安裝在支架(9)兩端的上下移動(dòng)導(dǎo)軌(4)，可左右移動(dòng)的導(dǎo)軌包括安裝在支架(9)兩側(cè)的水平移動(dòng)導(dǎo)軌(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于機(jī)器人視覺(jué)伺服的大型復(fù)雜零件測(cè)量裝置，其特征是:水平移動(dòng)導(dǎo)軌(5)兩端分別與上下移動(dòng)導(dǎo)軌(4)成活動(dòng)配合連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于機(jī)器人視覺(jué)伺服的大型復(fù)雜零件測(cè)量裝置，其特征是:產(chǎn)生面結(jié)構(gòu)光的激光發(fā)射器與水平面成25-75度向零件表面發(fā)射面結(jié)構(gòu)光，結(jié)構(gòu)光平面和零件表面相交成直線或者曲線，這些直線或者曲線形成網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述基于機(jī)器人視覺(jué)伺服的大型復(fù)雜零件測(cè)量裝置，其特征是:所述激光發(fā)射器按垂直方向等距離設(shè)置，以發(fā)射等距離的平行面結(jié)構(gòu)光。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于機(jī)器人視覺(jué)伺服的大型復(fù)雜零件測(cè)量裝置，其特征是:由四個(gè)固定導(dǎo)軌和四個(gè)可移動(dòng)導(dǎo)軌構(gòu)成空間框架結(jié)構(gòu)的測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)，其中兩條導(dǎo)軌可豎直方向移動(dòng)，另外兩條導(dǎo)軌可水平運(yùn)動(dòng)，每個(gè)可移動(dòng)導(dǎo)軌上裝配一個(gè)以上可移動(dòng)機(jī)器人，在空間結(jié)構(gòu)框架上方裝有全局?jǐn)z像機(jī)和室內(nèi)iGPS定位系統(tǒng)裝置。
專利摘要一種基于機(jī)器人視覺(jué)伺服的大型復(fù)雜零件測(cè)量裝置。它屬于一種機(jī)械精密測(cè)量裝置。它主要解決現(xiàn)有測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量效率不高、通用性不強(qiáng)、智能化程度低等技術(shù)問(wèn)題。其技術(shù)方案要點(diǎn)是它包括支架(9)、可上下或左右移動(dòng)的導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上設(shè)置有視覺(jué)機(jī)器人(8)，在支架(9)側(cè)面分別安裝有面結(jié)構(gòu)光發(fā)射陣A(2)和面結(jié)構(gòu)光發(fā)射陣B(3)，并在支架(9)的上部或外側(cè)設(shè)置全局?jǐn)z像機(jī)(1)。它通過(guò)采用力覺(jué)-視覺(jué)融合伺服的方法控制機(jī)器人末端探針進(jìn)行接觸式測(cè)量，以獲得大型復(fù)雜零件的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。本方法可廣泛應(yīng)用于我國(guó)重大戰(zhàn)略裝備的關(guān)鍵零部件制造領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G01B11/25GK202994106SQ20122059975
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者李明富, 馬建華, 張玉彥, 周琦, 秦衡峰, 周友行 申請(qǐng)人:湘潭大學(xué), 李明富