一种机器人测量加工方法与流程

1.本发明涉及机器人加工设备领域，特别涉及一种机器人测量加工方法。


背景技术：

2.针对大型结构件的产品机加工出来，由于产品过大，使用的钻头，铣刀在加工过程中受阻力会发生一定的偏移位，导致产品进行去毛刺的时候存在一定偏差，使用机器人加工去毛刺倒角的时候，出现不稳定的状态，分析总结有如下两个较为明显的问题：
①
工件本身定位面或者定位孔存在误差，导致加工位置不确定。
3.②
工件尺寸较大或者重量较大，不方便用治具进行准确定位。
4.现有技术中在立方体面上的圆孔找圆心时，基本采用3d的ccd照相机技术，通过对比把偏差的数据计算给到机器人进行位置修正加工，但是目前市面上3d的ccd照相机技术采用国外的产品，价格高昂，货期长，且产品的精度较高，对运用场合要求高，环境恶劣的无法使用；国内的3d的ccd照相机技术不够成熟，使用难度大，且成本也不便宜；而单独使用2d的ccd照相机技术又无法获得立方体面的整个平面角度是否有变化，无法获取具体的坐标值，技术上无法满足需求。
5.因此，发明一种机器人测量加工方法来解决上述问题很有必要。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种机器人测量加工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种机器人测量加工方法，包括以下步骤：s1：先对工件进行粗定位，使工件在测量范围内；s2：使用测量技术测得工件的实际位置坐标与原来设定位置坐标偏差；s3：通过测量值使用软件算法求解坐标变换；s4：机器人利用修正的坐标进行轨迹运动；上述s2中的测量技术包括以下步骤：a1：通过三点测量确定平面可以修正量（rx,ry,z）；a2：在平面确定基础上，通过2d的ccd测量指定轮廓特征可以修正量（x,y）；a3：通过测量三点机械坐标值（x1,y1,z1)；a4：利用x1,y1,z1创建用户坐标系u1；a5：利用用户坐标系u1，把2d的ccd移动到u1的xy平面拍照计算，获取圆心坐标；上述测量技术需要使用到测量设备，测量设备包括安装架，所述安装架的右侧面设置有翻转机构，所述翻转机构远离安装架的一侧设置有旋转架，所述旋转架的内部转动连接有距离测量计，所述距离测量计的表面设置有旋转机构，所述旋转机构包括驱动电机、
主动齿轮以及从动齿轮，旋转架的内部开设有旋转槽，所述驱动电机螺接固定在旋转槽的内壁，所述主动齿轮通过联轴器与驱动电机的动力输出端传动连接，所述从动齿轮与主动齿轮啮合，且主动齿轮安装在距离测量计的一侧，本发明通过调节驱动电机使主动齿轮旋转，继而使距离测量计发生水平方向的旋转，改变距离测量计的水平监测角度，实现水平方向的多方位监测，安装架上还设置有加工主轴，安装架的侧面还设置有2d的ccd和可调节基板。
8.优选的，所述安装架的内部设置有两组移动机构，两组所述移动机构前后对称设置，所述移动机构上设置有定位机构，所述安装架的上表面远离翻转机构的一面固定有支架，所述支架上安装有警报灯。
9.优选的，所述翻转机构包括翻转座、旋转电机以及支撑杆，所述翻转座固定在安装架的右侧面，所述旋转电机螺接在翻转座的内壁，所述支撑杆的左侧面通过联轴器与旋转电机的动力输出端传动连接，且支撑杆的右侧面固定在旋转架的表面。
10.本发明中通过调节旋转电机使支撑杆旋转，继而使旋转架带动距离测量计发生纵向旋转，改变距离测量计的纵向监测角度，实现纵向的多方位监测。
11.优选的，所述旋转机构还包括同步齿轮与定位杆，所述同步齿轮啮合在从动齿轮的表面，所述同步齿轮与主动齿轮左右对称设置，所述定位杆固定在同步齿轮的下表面，且旋转槽的下端开设有定位孔，所述定位杆转动连接在定位孔的内部。
12.本发明中在调节距离测量计水平旋转时，定位杆在定位孔的内部定位旋转，保证了距离测量计旋转过程的稳定性。
13.优选的，所述移动机构包括步进电机、螺纹杆以及连接座，所述步进电机通过螺钉固定在安装架远离旋转架的一侧表面，所述螺纹杆通过联轴器与步进电机的动力输出端传动连接，所述连接座螺纹连接在螺纹杆的表面。
14.其中，当距离测量计监测到异常情况后，步进电机驱动螺纹杆旋转，继而使得连接座沿着螺纹杆的表面向左移动，同时接触杆贴近接触开关，最终使警报灯发出警报。
15.优选的，所述移动机构还包括轴承座，所述轴承座设置有两组，两组所述轴承座套接在螺纹杆的左右两端部圆周表面，且轴承座固定在安装架的内壁。
16.在调节螺纹杆旋转的过程中，螺纹杆在轴承座的内部定位旋转，避免螺纹杆发生位置及角度的偏离，保证螺纹杆旋转的稳定性，继而保证接触杆移动过程的稳定性。
17.优选的，所述定位机构包括滑座、滑轨、安装底座以及接触杆，所述滑座固定在连接座的上表面，所述滑轨固定在安装架的上表面中端，所述滑座滑动连接在滑轨的表面，所述安装底座固定在滑座的上表面。
18.本发明中接触杆固定在安装底座远离旋转架的一侧表面，且接触杆设置在警报灯的侧端，支架的侧表面设置有接触开关，接触开关与接触杆对应，且接触开关与警报灯电性连接，接触杆与接触开关的表面相抵，步进电机驱动螺纹杆旋转的过程中，接触杆向警报灯的一侧移动，最终接触杆与接触开关表面相抵，继而使警报灯发出警报，工作人员根据警报进行后续处理工作。
19.该装置使用时，通过距离测量计实现监测，根据实际的使用需求，旋转电机驱动支撑杆旋转，继而使距离测量计在旋转架的内部纵向翻转，改变距离测量计的纵向监测角度，通过调节驱动电机使主动齿轮旋转，继而使从动齿轮带动同步齿轮在水平方向上旋转，改
变距离测量计的水平监测角度，实现多方位动态捕捉监测，当距离测量计监测到异常后，步进电机带动螺纹杆旋转，使得连接座沿着螺纹杆表面向左移动，继而使接触杆向左移动并最终与接触开关的表面相抵，此时警报灯发出警报，根据警报进行后续处理工作，完成整个检测预警工作，不需要设置多个距离测量计，降低了使用成本，继而避免了多根导线交错缠绕的情况，保证了实际监测的质量，结构简单，适合推广。
20.优选的，所述可调节基板包括转动部分、移动部分。
21.转动部分和移动部分在图中未示出，转动部分可使用现有技术中的伺服电机和机械臂结构，为现有常见技术，旨在控制2d的ccd进行转动调节，移动部分可使用现有技术中的电动推杆和机械臂结构，为现有常见技术，旨在控制2d的ccd进行移动调节。
22.优选的，所述加工主轴上设置有预留螺纹孔。
23.预留螺纹孔供外部的钻具、刀盘等固定在加工主轴上，方便使用和安装，预留螺纹孔在图中未示出。
24.本发明的技术效果和优点：1、本发明中距离测量计、2d的ccd相机可以利用多种通信方式和机器人通信；2、本发明中不需要外部上位机控制，测量转换算法直接在机器人控制器上开发；3、本发明中通过设置翻转机构与旋转机构，根据实际需求，旋转电机带动支撑杆旋转，改变距离测量计的纵向监测角度，通过驱动电机带动主动齿轮旋转，继而使从动齿轮带动距离测量计在水平方向旋转，改变距离测量计的水平监测角度，实现多方位的监测，实现动态捕捉监测，不需要在不同位置安装多个距离测量计，降低了使用成本，同时避免多跟导线交错缠绕的情况；4、本发明中通过设置移动机构、定位机构与警报灯，当距离测量计监测到异常情况后，步进电机带动螺纹杆旋转，继而使连接座带动定位机构向左侧滑动，最终接触杆与接触开关的表面相抵，此时警报灯发出警报，工作人员观察到警报后进行后续的处理工作，结构简单，适合推广。
25.5、本发明中通过调节旋转电机使支撑杆旋转，继而使旋转架带动距离测量计发生纵向旋转，改变距离测量计的纵向监测角度，实现纵向的多方位监测；6、本发明中在调节距离测量计水平旋转时，定位杆在定位孔的内部定位旋转，保证了距离测量计旋转过程的稳定性；7、本发明中当距离测量计监测到异常情况后，步进电机驱动螺纹杆旋转，继而使得连接座沿着螺纹杆的表面向左移动，同时接触杆贴近接触开关，最终使警报灯发出警报；8、本发明中在调节螺纹杆旋转的过程中，螺纹杆在轴承座的内部定位旋转，避免螺纹杆发生位置及角度的偏离，保证螺纹杆旋转的稳定性，继而保证接触杆移动过程的稳定性；9、本发明中接触杆固定在安装底座的侧表面，且接触杆设置在警报灯的侧端，支架的侧表面设置有接触开关，且接触开关与警报灯电性连接，接触杆与接触开关的表面相抵，步进电机驱动螺纹杆旋转的过程中，接触杆向警报灯的一侧移动，最终接触杆与接触开关表面相抵，继而使警报灯发出警报，工作人员根据警报进行后续处理工作；10、本发明中的测量设备在使用时，通过距离测量计实现监测，根据实际的使用需求，旋转电机驱动支撑杆旋转，继而使距离测量计在旋转架的内部纵向翻转，改变距离测量
计的纵向监测角度，通过调节驱动电机使主动齿轮旋转，继而使从动齿轮带动同步齿轮在水平方向上旋转，改变距离测量计的水平监测角度，实现多方位动态捕捉监测，当距离测量计监测到异常后，步进电机带动螺纹杆旋转，使得连接座沿着螺纹杆表面向左移动，继而使接触杆向左移动并最终与接触开关的表面相抵，此时警报灯发出警报，根据警报进行后续处理工作，完成整个检测预警工作，不需要设置多个距离测量计，降低了使用成本，继而避免了多根导线交错缠绕的情况，保证了实际监测的质量，结构简单，适合推广。
附图说明
26.图1为本发明综合修正量示意图；图2为本发明直接目标特征测量方式示意图；图3为本发明s1-s4步骤方法图；图4为本发明a1-a5步骤方法图；图5为本发明测量设备结构示意图；图6为本发明安装架结构示意图；图7为本发明安装架俯视结构示意图；图8为本发明旋转机构结构示意图。
27.图中：安装架1、2d的ccd 2、距离测量计3、加工主轴4、可调节基板5、翻转机构6、旋转架7、旋转机构9、移动机构10、定位机构11、支架12、警报灯13、翻转座14、旋转电机15、支撑杆16、驱动电机17、主动齿轮18、从动齿轮19、同步齿轮20、定位杆21、步进电机22、螺纹杆23、连接座24、轴承座25、滑座26、滑轨27、安装底座28、接触杆29。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.本发明提供了如图1-8所示的一种机器人测量加工方法，包括以下步骤：s1：先对工件进行粗定位，使工件在测量范围内；s2：使用测量技术测得工件的实际位置坐标与原来设定位置坐标偏差；s3：通过测量值使用软件算法求解坐标变换；s4：机器人利用修正的坐标进行轨迹运动；上述s2中的测量技术包括以下步骤：a1：通过三点测量确定平面可以修正量（rx,ry,z）；a2：在平面确定基础上，通过2d的ccd测量指定轮廓特征可以修正量（x,y）；a3：通过测量三点机械坐标值（x1,y1,z1)；a4：利用x1,y1,z1创建用户坐标系u1；a5：利用用户坐标系u1，把2d的ccd移动到u1的xy平面拍照计算，获取圆心坐标；上述测量技术需要使用到测量设备，测量设备包括安装架1，安装架1的右侧面设置有翻转机构6，翻转机构6远离安装架1的一侧设置有旋转架7，旋转架7的内部转动连接有
距离测量计3，距离测量计3的表面设置有旋转机构9，旋转机构9包括驱动电机17、主动齿轮18以及从动齿轮19，旋转架7的内部开设有旋转槽，驱动电机17螺接固定在旋转槽的内壁，主动齿轮18通过联轴器与驱动电机17的动力输出端传动连接，从动齿轮19与主动齿轮18啮合，且主动齿轮18安装在距离测量计3的一侧，本发明通过调节驱动电机17使主动齿轮18旋转，继而使距离测量计3发生水平方向的旋转，改变距离测量计3的水平监测角度，实现水平方向的多方位监测，安装架1上还设置有加工主轴4，安装架1的侧面还设置有2d的ccd2和可调节基板5。
30.安装架1的内部设置有两组移动机构10，两组移动机构10前后对称设置，移动机构10的上方设置有定位机构11，安装架1的上表面远离翻转机构6的一侧固定有支架12，支架12上安装有警报灯13。
31.翻转机构6包括翻转座14、旋转电机15以及支撑杆16，翻转座14固定在安装架1的右侧面，旋转电机15螺接在翻转座14的内壁，支撑杆16的左侧面通过联轴器与旋转电机15的动力输出端传动连接，且支撑杆16的右侧面固定在旋转架7的表面。
32.本发明中通过调节旋转电机15使支撑杆16旋转，继而使旋转架7带动距离测量计3发生纵向旋转，改变距离测量计3的纵向监测角度，实现纵向的多方位监测。
33.旋转机构9还包括同步齿轮20与定位杆21，同步齿轮20啮合在从动齿轮19的表面，同步齿轮20与主动齿轮18左右对称设置，定位杆21固定在同步齿轮20的下表面，且旋转槽的下端开设有定位孔，定位杆21转动连接在定位孔的内部。
34.本发明中在调节距离测量计3水平旋转时，定位杆21在定位孔的内部定位旋转，保证了距离测量计3旋转过程的稳定性。
35.移动机构10包括步进电机22、螺纹杆23以及连接座24，步进电机22通过螺钉固定在安装架1远离旋转架7的一侧表面，螺纹杆23通过联轴器与步进电机22的动力输出端传动连接，连接座24螺纹连接在螺纹杆23的表面。
36.其中，当距离测量计3监测到异常情况后，步进电机22驱动螺纹杆23旋转，继而使得连接座24沿着螺纹杆23的表面向左移动，同时接触杆29贴近接触开关，最终使警报灯13发出警报。
37.移动机构10还包括轴承座25，轴承座25设置有两组，两组轴承座25套接在螺纹杆23的左右两端部圆周表面，且轴承座25固定在安装架1的内壁。
38.在调节螺纹杆23旋转的过程中，螺纹杆23在轴承座25的内部定位旋转，避免螺纹杆23发生位置及角度的偏离，保证螺纹杆23旋转的稳定性，继而保证接触杆29移动过程的稳定性。
39.定位机构11包括滑座26、滑轨27、安装底座28以及接触杆29，滑座26固定在连接座24的上表面，滑轨27固定在安装架1的上表面中端，滑座26滑动连接在滑轨27的表面，安装底座28固定在滑座26的上表面。
40.本发明中接触杆29固定在安装底座28远离旋转架7的一侧表面，且接触杆29设置在警报灯13的侧端，支架12的侧表面设置有接触开关，接触开关与接触杆29对应，且接触开关与警报灯13电性连接，接触杆29与接触开关的表面相抵，步进电机22驱动螺纹杆23旋转的过程中，接触杆29向警报灯13的一侧移动，最终接触杆29与接触开关表面相抵，继而使警报灯13发出警报，工作人员根据警报进行后续处理工作。
41.接触杆29固定在安装底座28的侧表面，且接触杆29设置在警报灯13的侧端，支架12的侧表面设置有接触开关，且接触开关与警报灯13电性连接，接触杆29与接触开关的表面相抵。
42.该装置使用时，通过距离测量计3实现监测，根据实际的使用需求，旋转电机15驱动支撑杆16旋转，继而使距离测量计3在旋转架7的内部纵向翻转，改变距离测量计3的纵向监测角度，通过调节驱动电机17使主动齿轮18旋转，继而使从动齿轮19带动同步齿轮20在水平方向上旋转，改变距离测量计3的水平监测角度，实现多方位动态捕捉监测，当距离测量计3监测到异常后，步进电机22带动螺纹杆23旋转，使得连接座24沿着螺纹杆23表面向左移动，继而使接触杆29向左移动并最终与接触开关的表面相抵，此时警报灯13发出警报，根据警报进行后续处理工作，完成整个检测预警工作，不需要设置多个距离测量计3，降低了使用成本，继而避免了多根导线交错缠绕的情况，保证了实际监测的质量，结构简单，适合推广。
43.可调节基板5包括转动部分、移动部分。
44.转动部分和移动部分在图中未示出，转动部分可使用现有技术中的伺服电机和机械臂结构，为现有常见技术，旨在控制2d的ccd2进行转动调节，移动部分可使用现有技术中的电动推杆和机械臂结构，为现有常见技术，旨在控制2d的ccd2进行移动调节。
45.加工主轴4上设置有预留螺纹孔。
46.预留螺纹孔供外部的钻具、刀盘等固定在加工主轴4上，方便使用和安装，预留螺纹孔在图中未示出。
47.需要说明的是，图中的p1、p2、p3均表示为点，图1中首先通过三点测量确定平面可以修正量（rx,ry,z），然后在平面确定基础上，通过ccd测量指定轮廓特征可以修正量（x，y）。
48.图2中首先通过测量三点机械坐标值（x1，y1，z1），再利用x1，y1，z1创建用户坐标系u1，然后利用用户坐标系u1，把ccd移动至u1的xy平面拍照计算，获取圆心坐标。
49.本发明中的距离测量计、2d的ccd相机可以利用多种通信方式和机器人通信，适用于与不同的机器人搭配使用，无需特殊的通讯方式要求；且本发明中的距离测量计、2d的ccd相机不需要外部上位机控制，测量转换算法直接在机器人控制器上开发，具体的，可使用机器人内部的系统，不需在增加外部的其他硬件成本，减少费用，避免其它装置占用地方。
50.本发明中通过调节旋转电机15使支撑杆16旋转，继而使旋转架7带动距离测量计3发生纵向旋转，改变距离测量计3的纵向监测角度，实现纵向的多方位监测；本发明中在调节距离测量计3水平旋转时，定位杆21在定位孔的内部定位旋转，保证了距离测量计3旋转过程的稳定性；当距离测量计3监测到异常情况后，步进电机22驱动螺纹杆23旋转，继而使得连接座24沿着螺纹杆23的表面向左移动，同时接触杆29贴近接触开关，最终使警报灯13发出警报；在调节螺纹杆23旋转的过程中，螺纹杆23在轴承座25的内部定位旋转，避免螺纹杆23发生位置及角度的偏离，保证螺纹杆23旋转的稳定性，继而保证接触杆29移动过程的稳定性；本发明中接触杆29固定在安装底座28的侧表面，且接触杆29设置在警报灯13的侧端，支架12的侧表面设置有接触开关，且接触开关与警报灯13电性连接，接触杆29与接触开关的表面相抵，步进电机22驱动螺纹杆23旋转的过程中，接触杆29向警报灯13的一侧移动，
最终接触杆29与接触开关表面相抵，继而使警报灯13发出警报，工作人员根据警报进行后续处理工作；该装置使用时，通过距离测量计3实现监测，根据实际的使用需求，旋转电机15驱动支撑杆16旋转，继而使距离测量计3在旋转架7的内部纵向翻转，改变距离测量计3的纵向监测角度，通过调节驱动电机17使主动齿轮18旋转，继而使从动齿轮19带动同步齿轮20在水平方向上旋转，改变距离测量计3的水平监测角度，实现多方位动态捕捉监测，当距离测量计3监测到异常后，步进电机22带动螺纹杆23旋转，使得连接座24沿着螺纹杆23表面向左移动，继而使接触杆29向左移动并最终与接触开关的表面相抵，此时警报灯13发出警报，根据警报进行后续处理工作，完成整个检测预警工作，不需要设置多个距离测量计3，降低了使用成本，继而避免了多根导线交错缠绕的情况，保证了实际监测的质量，结构简单，适合推广。