CN110500967A - 一种工业机器人引导三维线扫描测量的方法 - Google Patents

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梁艳娟
黄斌斌
唐运周
吴坚
度国旭
霍力
韦倾
潘俊峰
张俊明
涂成生
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Guangxi Vocational & Technical Institute Of Industry
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Guilin Nengchuang Information Technology Co Ltd
Guangxi Vocational & Technical Institute Of Industry
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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Abstract

本发明公开了一种工业机器人引导三维线扫描测量的方法，通过设计三维线扫描传感器与机器人末端连接的适配部件，所述适配部件上设置有平移、旋转或扇扫描结构以及位置编码器，且该编码器可被外部触发信号同步，然后将通过适配部件将三维线扫描传感器安装在机器人末端；机器人受程序控制末端移动至扫描位置后，三维线扫描传感器通过受独立控制的适配部件的转动或平移或扇扫完成对被测目标的三维扫描测量；扫描数据采集时，通过同步信号实现三维线扫描传感器和适配部件实时位置的同步采集。本发明通过外接独立适配部件实现机器人引导数据采集，提升了三维线扫描对不同品牌的机器人的适应性。

Description

一种工业机器人引导三维线扫描测量的方法
技术领域
本发明涉及机器人和线激光扫描测量领域，具体是一种工业机器人引导三维线扫描测量的方法，属于工业机器人应用技术领域。
背景技术
工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器，它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。
机器人的广泛应用给三维扫描测量的多自由度的可编程自动化扫描带来了可能。通常，将线扫描传感器装在机器人末端进行三维扫描测量时，需要克服机器人末端位置和姿态数据读取与线扫描传感器数据采集的同步问题，不同步将导致线扫描传感器读数对应的机器人末端位置错位的问题。一种比较直接的办法是，由机器人厂家与线扫描传感器厂家共同解决双方数据采集的同步问题。但是，由于机器人厂家众多，这种方法往往难以操作且开发的时间和财务成本都比较高。用机器人引导三维线扫描传感器完成对目标的扫描测量时，由于机器人发射出的位置信息和扫描传感器发出的扫描信息二者之间会有几个毫秒的时差，会导致测量结果与实际位置有相应的偏差及位置和时间上的延迟问题，而工业机器人线路比较复杂，不方便对其位置信息作出调整。
发明内容
本发明针对用机器人引导三维线扫描传感器完成对目标的扫描测量时，由于机器人发射出的位置信息和扫描传感器发出的扫描信息二者之间会有几个毫秒的时差的技术问题而提供一种采用工业机器人末端适配部件的工业机器人引导三维线扫描测量的方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的，本发明公开了一种工业机器人引导三维线扫描测量的方法。
一种工业机器人引导三维线扫描测量的方法，包括以下步骤：
S1、设计三维线扫描传感器与机器人末端连接的适配部件，所述适配部件上设置有平移、旋转或扇扫结构，以及位置编码器，且该编码器可被外部触发信号同步；
S2、通过适配部件将三维线扫描传感器安装在机器人末端；
S3、机器人受程序控制末端移动至扫描位置后，三维线扫描传感器通过受独立控制的适配部件的转动或平移或扇扫完成对被测目标的三维扫描测量；
S4、扫描数据采集时，通过同步信号实现三维线扫描传感器和适配部件实时位置的同步采集。
进一步的，所述适配部件包括导轨主体，三维线扫描传感器的平移、旋转或扇扫通过导轨实现，导轨主体内装有光栅尺；所述三维线扫描传感器的底座上装有读取光栅尺光栅位置信息的光栅读数头。
进一步的，所述三维线扫描传感器的底座通过连接柱安装在导轨主体上。
进一步的，所述适配部件通过连接框与工业机器人末端连接。
进一步的，适配部件由的控制器可接受三维线扫描传感器输出的同步信号，以确保扫描数据采集和测量位置数据采集在同一时间。
本发明的有益效果是：
1、本发明在机器人末端加装一个独立控制的适配装置，三维线扫描测量传感器通过适配装置与机器人末端连接，适配装置的独立运动控制接受扫描测量传感器的同步。这不仅解决了机器人与扫描传感器的同步问题，还能可以弥补机器人空间位置精度较差的问题。
2、端适配部件可带动三维线扫描传感器进行平移、旋转或扇扫，不仅解决了位置和时间上的动作执行延迟问题而且，提升了三维线扫描对不同品牌的机器人的适应性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明适配装置的结构示意图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1所示，
一种工业机器人引导三维线扫描测量的方法，包括以下步骤：
S1、设计三维线扫描传感器与机器人末端连接的适配部件，所述适配部件上设置有平移、旋转或扇扫结构，以及位置编码器，且该编码器可被外部触发信号同步；
S2、通过适配部件将三维线扫描传感器安装在机器人末端；
S3、机器人受程序控制末端移动至扫描位置后，三维线扫描传感器通过受独立控制的适配部件的转动或平移或扇扫完成对被测目标的三维扫描测量；
S4、扫描数据采集时，通过同步信号实现三维线扫描传感器和适配部件实时位置的同步采集。
适配部件包括导轨主体1，导轨主体1上设置有位置编码器8，导轨主体内装有光栅尺2；三维线扫描传感器7的底座5上装有读取光栅尺2光栅位置信息的光栅读数头3。三维线扫描传感器7的底座5通过连接柱4安装在导轨主体1上；适配部件上设置有与工业机器人连接的连接框6
适配部件由独立控制器控制，该控制器可接受三维线扫描传感器输出的同步信号，以确保扫描数据采集和测量位置数据采集在同一时间。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的得同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种工业机器人引导三维线扫描测量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、设计三维线扫描传感器与机器人末端连接的适配部件，所述适配部件上设置有平移、旋转或扇扫结构，以及位置编码器，且该编码器可被外部触发信号同步；
S2、通过适配部件将三维线扫描传感器安装在机器人末端；
S3、机器人受程序控制末端移动至扫描位置后，三维线扫描传感器通过受独立控制的适配部件的转动或平移或扇扫完成对被测目标的三维扫描测量；
S4、扫描数据采集时，通过同步信号实现三维线扫描传感器和适配部件实时位置的同步采集。
2.如权利要求1所述的工业机器人引导三维线扫描测量的方法，其特征在于，所述适配部件包括导轨主体，三维线扫描传感器的平移、旋转或扇扫通过导轨实现，导轨主体内装有光栅尺；所述三维线扫描传感器的底座上装有读取光栅尺光栅位置信息的光栅读数头。
3.如权利要求2所述的工业机器人引导三维线扫描测量的方法，其特征在于，所述三维线扫描传感器的底座通过连接柱安装在导轨主体上。
4.如权利要求1所述的工业机器人引导三维线扫描测量的方法，其特征在于，所述适配部件通过连接框与工业机器人末端连接。
5.根据权利要求1所述的工业机器人引导三维线扫描测量的方法，其特征在于，适配部件由的控制器可接受三维线扫描传感器输出的同步信号，以确保扫描数据采集和测量位置数据采集在同一时间。
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