CN110864659A - 用于工业机器人测量***中的线测头标定装置和标定方法 - Google Patents

用于工业机器人测量***中的线测头标定装置和标定方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110864659A
CN110864659A CN201910895532.9A CN201910895532A CN110864659A CN 110864659 A CN110864659 A CN 110864659A CN 201910895532 A CN201910895532 A CN 201910895532A CN 110864659 A CN110864659 A CN 110864659A
Authority
CN
China
Prior art keywords
industrial robot
standard block
measuring head
coordinate system
flange
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201910895532.9A
Other languages
English (en)
Inventor
颜昌亚
唐小琦
卢少武
张子龙
张庆祥
曾祥兵
李振瀚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SAMSUN TECHNOLOGY PRECISION Co Ltd
Original Assignee
SAMSUN TECHNOLOGY PRECISION Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SAMSUN TECHNOLOGY PRECISION Co Ltd filed Critical SAMSUN TECHNOLOGY PRECISION Co Ltd
Priority to CN201910895532.9A priority Critical patent/CN110864659A/zh
Publication of CN110864659A publication Critical patent/CN110864659A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/20—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring contours or curvatures, e.g. determining profile
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/04—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points
    • G01B21/042—Calibration or calibration artifacts

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

用于工业机器人测量***中的线测头标定装置和标定方法，其中装置包括夹具和位于夹具下方的夹持装置；所述夹具包括从上至下依次连接的夹具连接板、第一角位台、第二角位台和连接架，所述夹具连接板用于与机器人主体连接，所述连接架用于与线测头连接；所述夹持装置从上至下依次设有工字型连接架、马达、第三角位台、第四角位台和连接板，所述工字型连接架的平台用于设置标准块。本发明具有通过特殊的夹具，配合定制的标准块，可以快速调节标准块表面与法兰平面平行；所用线测头的选择多样化，可以测量多种形状、多种尺寸、和多种材质的零部件，有效减少成本投入，充分发挥工业机器人的高灵活性特点，整套设备使用柔性强。

Description

用于工业机器人测量***中的线测头标定装置和标定方法
技术领域
本发明涉及零件表面质量检测领域，更具体地，涉及一种工业机 器人测量***的线测头装配和标定方法。
背景技术
传统的零件外形测量一般采用三坐标测量机执行，但该方法涉及 的仪器成本高，并且有难以与自动化产线集成、柔性不够的缺点。随 着工业机器人的发展，现阶段工业机器人最高的重复精度可达到 0.01mm，其精度不断提高，且具有可编程、高度自动化的特点，极 易与自动化产线集成而达成具有在线检测能力的柔性制造***，逐渐 应用于0.01～0.1mm级检测精度要求的零件外形检测中。随着工业机 器人精度的进一步提升，其能达到的检测精度随之提升，可预见该应 用会有广泛的发展前景。
工业机器人的末端执行器安装有法兰，线测头需要与法兰进行装 配、坐标系对准，并标定线测头测量坐标系与工业机器人法兰坐标系 之间的坐标转换关系，从而执行精确测量。传统的方法一般通过特定 夹持器将线测头安装在法兰盘后，设计定制的标定方法，通过机械调 整和测量调整的方式，来逐步进行坐标系对准或标定，但是相关的方 法需要结合实际应用定制夹持器等设备，且操作复杂难以实现规范化。
发明内容
本发明公开一种用于工业机器人测量***中的线测头标定装置 和标定方法，用于工业机器人夹持线测头执行零件的外形测量，该装 置和方法利用一个标准块零件，借助工业机器人执行特定操作，完成 对准和标定计算。具体的，标准块上表面开有互相垂直的两条梯形槽， 槽的深度预先确定。
本发明的技术方案是：所述线测头与夹具连接后固结到工业机器 人法兰末端，标准块通过夹持装置放在台面上。其中测头夹具由两个 手动角位台、连接架、连接板组成，标准块夹持装置由DD马达、两 个手动角位台和连接板组成。
本发明所涉及的线测头标定方法，包括步骤如下：
S1:将线测头夹具通过连接板安装在工业机器人法兰末端，标准 块夹持装置安装在安装面上，安装面放在工业机器人的工作范围内；
S2：调整标准块夹持装置上的角位台角度、控制DD马达旋转， 使标准块上表面与法兰平面平行；
S3：调整线测头夹具上角位台的角度，使得线测头轴线垂直于标 准块上表面；
S4：标定线测头工作坐标原点在工业机器人基坐标系下的位置。
具体的，步骤S2包括如下子步骤：
S21：调整标准块的Rz，使得其y轴与工业机器人法兰盘y轴共 面。在工业机器人零位下调节法兰盘所连关节角度，使得法兰面与工 业机器人底面平行；在工业机器人直角坐标系下，带动线测头对标准 块上表面进行测量，得到线测头工作原点到标准块表面的距离d；控 制线测头从A点开始沿工业机器人x轴方向移动，当线测头从标准 块表面测量到横槽的底面时，所获得的数据会发生第一次突变，记测 量值发生突变的位置B；令工业机器人带动测头沿y轴水平运动预定 距离lBC到位置C，然后控制线测头沿工业机器人x轴移动，记录测量 数据发生第二次突变的位置D，同时记录位置C到位置D之间的距 离lCD；通过公式一，即得到将标准块y轴调节至与工业机器人y轴 共面需要调整夹持装置的DD马达的角度值α，
公式一
Figure BDA0002210086090000031
通过控制水平转动装置的DD马达，使标准块旋转角度α，从而 使标准块的y轴与工业机器人y轴共面。
S22：调整标准块的Rx，使得其y轴与工业机器人法兰盘y轴平 行。保持线测头开启状态，实时返回测量数据；调节线测头夹具中上 侧角位台的旋钮，当获得的数据值最小时，将角位台固定在当前角度 值处，此时线测头轴线同标准块yoz平面平行；控制工业机器人沿其 y轴平移一段距离lHI，当线测头从标准块横槽边沿E点测量到槽底部 时，获得的数据值会发发生突变，测量H点时获得的距离值为lH， 测量值突变前获得距离值为lE，临界测量到槽底部时获得的距离值为 lG，已知标准块槽的深度为lEF，由上可以得到线测头与标准块表面法 向之间的夹角β1为，
Figure BDA0002210086090000041
根据余弦定理，有
公式二
Figure BDA0002210086090000042
公式三
Figure BDA0002210086090000043
通过上述公式二、三，即解得角位台需要旋转的角度β，手动调 整标准块夹持装置的上角位台旋钮，使得标准块y轴同法兰盘y轴平 行。
S23：调整标准块的Ry，使得标准块x轴同工业机器人法兰盘的 x轴平行，从而使得标准块上表面与工业机器人法兰盘平行。保持线 测头开启状态，实时返回测量数据；调节线测头夹具中下侧角位台的 旋钮，当获得的数据值最小时，将角位台固定在当前角度值处，此时 线测头轴线同标准块xoz平面平行；控制工业机器人沿其x轴平移一 段距离lMN，当线测头从标准块横槽边沿L点测量到槽底部时，获得 的数据值会发发生突变，测量M点时获得的距离值为lM，测量值突 变前获得距离值为lL，临界测量到槽底部时获得的距离值为lJ，已知 标准块槽的深度为lLK，由上可以得到线测头与标准块表面法向之间 的夹角γ1为，
Figure BDA0002210086090000044
根据余弦定理，有
公式四
Figure BDA0002210086090000051
公式五
Figure BDA0002210086090000052
通过上述公式四、五，即解得角位台需要旋转的角度γ，手动调 整标准块夹持装置的下角位台旋钮，使得标准块x轴同法兰盘x轴平 行，即将标准块上表面调节至于工业机器人法兰末端平面平行。
具体的，步骤S3包括：
保持线测头开启状态，实时返回测量数据；调节夹持装置中上侧 角位台的旋钮，当获得的数据值最小时，将角位台固定在当前角度值 处；同样的方法调节夹持装置下侧角位台旋钮，当获得的数据值最小 时，将角位台固定在当前角度值处。
具体的，步骤S4包括：
控制工业机器人在不同位姿下对标准块上表面的点进行测量，记 录法兰坐标系ECS在工业机器人基坐标系RCS下的位姿
Figure BDA0002210086090000053
并 获得线测头的测量值{Li}；
在上述步骤的基础上，线测头工作坐标系原点P在工业机器人基 坐标系下表示为公式一：
Figure BDA0002210086090000054
其中
Figure BDA0002210086090000061
表示法兰坐标系ECS相对工业机器人基坐标系RCS的 旋转平移变换，
Figure BDA0002210086090000062
表示线测头测量坐标系TCS相对法兰坐标系ECS 的旋转平移变换，TCSP表示线测头坐标系原点。
Figure BDA0002210086090000063
表示法兰坐标系ECS相对工业机器人基 坐标系RCS的旋转变换，
Figure BDA0002210086090000064
表示法兰坐标系ECS相对工业机器人 基坐标系RCS的平移变换；
Figure BDA0002210086090000065
表示线测头测量 坐标系TCS相对法兰坐标系ECS的旋转变换，
Figure BDA0002210086090000066
表示线测头测量 坐标系TCS相对法兰坐标系ECS的平移变换；
Figure BDA0002210086090000067
令
Figure BDA0002210086090000068
所以有，
Figure BDA0002210086090000069
所有测量点均在同一平面上，故而RCSP满足平面约束方程，
n·P-D＝0
Figure BDA00022100860900000610
n＝[n1,n2,n3]为平面的单位法向量，其中未知量为：
Figure BDA00022100860900000611
设目标函数为
Figure RE-GDA00023621036100000614
s.t.
Figure BDA0002210086090000071
通过二次惩罚函数优化求解方法求解未知量：
目标函数改为
Figure BDA0002210086090000072
其中u(u>0)为惩罚因子，迭代求解步骤为：
S421：给定残差阈值ε>0，适当选择u1>0，根据线测头的安装结构 估计初值w0，k＝1。
S422：以yk-1为初值，通过LM算法(Leverberg-Marguardt)求解目标 函数g(w,u)的近似极小值yk。
S423：当|c(w)|<ε时终止迭代，得到最优解yk；否则，令 uk+1＝0.1uk,k＝k+1，重复步骤S422。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比， 能够取得以下有益效果：
(1)通过特殊的夹具，配合定制的标准块，可以快速调节标准 块表面与法兰平面平行；
(2)本套设备中所用线测头的选择多样化，可以测量多种形状、 多种尺寸、和多种材质的零部件，有效减少成本投入，充分发挥工业 机器人的高灵活性特点，整套设备使用柔性强。
附图说明
图1是本发明的线测头标定装置的使用状态示意图；
图2是本发明的线测头标定装置的示意图；
图3是图2的另一视角的示意图；
图4是本发明的标准块立体结构示意图；
图5是本发明方法的方框结构示意图；
图6是调整标准块Rz时角度示意图；
图7是调整标准块Rx时角度示意图；
图8是调整标准块Ry时角度示意图。
在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为： 1、夹具；11、夹具连接板；12、第一角位台；13、第二角位台；14、 连接架；2、线测头；3、标准块；4、夹持装置；41、工字型连接架； 42、DD马达；43、连接板；44、第三角位台；45、第四角位台；46、 连接底板；47、台面；5、机器人主体。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合 附图对本使用新型做进一步详细说明。
请参见图1至图4，图1至图4揭示的是一种用于工业机器人测 量***中的线测头标定装置，包括用于与机器人主体5连接的夹具1， 位于夹具1下方，用于承载并驱动标准块3的夹持装置4；所述夹具 1包括从上至下依次连接的夹具连接板11、第一角位台12、第二角位台13和连接架14，所述夹具连接板11用于与机器人主体5连接， 所述连接架14用于与线测头2连接；所述夹持装置4从上至下依次 设有工字型连接架41、马达42、第三角位台44、第四角位台45和 连接板46，所述工字型连接架41的平台47用于设置标准块3。
优选的，在所述标准块3的上表面设有互相垂直的两条梯形槽 31、32，梯形槽31、32的深度预先确定。
优选的，在所述DD马达42和第三角位台44之间设有中间连接 板43。
优选的，所述线测头2是激光测距传感器。
优选的，所述激光测距传感器是光谱共焦测量仪。
本发明中，所述线测头以采用光谱共焦测量仪为例加以说明，其 它的线测头，如所有激光测距传感器都是可以通用的。
请参见图5-图8，本发明还提供一种用于工业机器人测量***中 的线测头标定方法，具体流程包括：
S1：将光谱共焦测头2通过夹具1上的安装板11安装在工业机 器人法兰末端，标准块3的夹持装置4安装在安装面上，安装面设在 工业机器人的工作范围内；
S2：调整标准块夹持装置上的DD马达42、角位台44和角位台 45，使得标准块3上表面与法兰盘平面平行。具体的，包括如下步骤：
S21：调整标准块的Rz，使得其y轴与工业机器人法兰盘y轴共 面。在工业机器人零位下调节法兰盘所连关节角度，使得法兰面与工 业机器人底面平行；如图4所示，在工业机器人直角坐标系下，工业 机器人带动光谱共焦测头2对标准块上表面进行测量，得到光谱共焦 测头工作起点A到标准块表面的距离d；控制光谱共焦测头沿工业机 器人x轴方向移动，当光谱共焦测头2的光线从标准块表面测量到横 槽的底面时，所获得的数据会发生第一次突变，记测量值发生突变的 位置B；令工业机器人带动光谱共焦测头2沿y轴水平运动预定距离 lBC到位置C，然后控制光谱共焦测头2沿工业机器人x轴移动，记录 测量数据发生第二次突变的位置D，同时记录位置C到位置D之间 的距离lCD；通过公式一，即得到将标准块3的y轴调节至与工业机 器人y轴共面需要调整夹持装置的DD马达42的角度值α，
公式一
Figure BDA0002210086090000101
通过控制水平转动装置的DD马达42，使标准块3旋转角度α， 从而使标准块3的y轴与工业机器人y轴共面。
S22：调整标准块3的Rx，使得其y轴与工业机器人法兰盘y轴 平行。如图5所示，保持线光谱共焦测头2开启状态，实时返回测量 数据；调节光谱共焦测头夹具1中角位台12的旋钮，当获得的数据 值最小时，将角位台12固定在当前角度值处，此时光谱共焦测头2 轴线同标准块3的yoz平面平行；控制工业机器人沿其y轴平移一段 距离lHI，当光谱共焦测头2从标准块3的横槽边沿E点测量到槽底 部时，获得的数据值会发发生突变，测量H点时获得的距离值为lH， 测量值突变前获得距离值为lE，临界测量到槽底部时获得的距离值为 lG，已知标准块3槽的深度为lEF，由上可以得到光谱共焦测头2与标 准块3的上表面法向之间的夹角β1为，
Figure BDA0002210086090000102
根据余弦定理，有
公式二
Figure BDA0002210086090000111
公式三
Figure BDA0002210086090000112
通过上述公式二、三，即解得角位台需要旋转的角度β，手动调 整标准块夹持装置的角位台44旋钮，使得标准块3的y轴同法兰盘 y轴平行。
S23：调整标准块3的Ry，使得标准块3的x轴同工业机器人法 兰盘的x轴平行，从而使得标准块3的上表面与工业机器人法兰盘平 行。如图6所示，保持光谱共焦测头2开启状态，实时返回测量数据； 调节线测头夹具1中角位台13的旋钮，当获得的数据值最小时，将角位台固定在当前角度值处，此时线测头轴线同标准块3的xoz平面 平行；控制工业机器人沿其x轴平移一段距离lMN，当光谱共焦测头2 从标准块3的横槽边沿L点测量到槽底部时，获得的数据值会发发生 突变，测量M点时获得的距离值为lM，测量值突变前获得距离值为lL，临界测量到槽底部时获得的距离值为lJ，已知标准块3的槽的深度为 lLK，由上可以得到光谱共焦测头2与标准块3上表面法向之间的夹 角γ1为，
Figure BDA0002210086090000113
根据余弦定理，有
公式四
Figure BDA0002210086090000121
公式五
Figure BDA0002210086090000122
通过上述公式四、五，即解得角位台需要旋转的角度γ，手动调 整标准块夹持装置4的角位台45旋钮，使得标准块3的x轴同法兰 盘的x轴平行，即将标准块3的上表面调节至于工业机器人法兰末端 平面平行。
S3：调整光谱共焦测头夹具1上的角位台12和角位台13的旋转 角度，使光谱共焦测头2的轴线垂直于标准块3的上表面。具体方法 为，将光谱共焦测头2移动到标准块3上方，使得标准块3在光谱共 焦测头2的工作范围内；保持光谱共焦测头2开启状态，旋转角位台 12上的旋钮，当测头获得的数据值最小时，固定角位台12的旋转角 度；保持工业机器人位姿不变，旋转角位台13上的旋钮，当侧头获 得数据值最小时，固定角位台13的旋转角度，通过上述步骤，即可 使光谱共焦测头2的轴线垂直于标准块3的上表面。
S4：标定光谱共焦测头2工作坐标原点在工业机器人基坐标系 RCS下的位置。具体操作步骤为：
控制工业机器人在不同位姿下对标准块3的上表面的点进行测 量，记录法兰坐标系ECS在工业机器人基坐标系RCS下的位姿
Figure BDA0002210086090000123
并获得光谱共焦测头2的测量值{Li}；
在上述步骤的基础上，光谱共焦测头2的工作坐标系原点P在工 业机器人基坐标系下表示为公式一：
Figure BDA0002210086090000131
其中
Figure BDA0002210086090000132
表示法兰坐标系ECS相对工业机器人基坐标系RCS的 旋转平移变换，
Figure BDA0002210086090000133
表示光谱共焦测头2测量坐标系TCS相对法兰坐 标系ECS的旋转平移变换，TCSP表示光谱共焦测头2坐标系原点。
Figure BDA0002210086090000134
表示法兰坐标系ECS相对工业机器人基 坐标系RCS的旋转变换，
Figure BDA0002210086090000135
表示法兰坐标系ECS相对工业机器人 基坐标系RCS的平移变换；
Figure BDA0002210086090000136
表示光谱共焦测 头2测量坐标系TCS相对法兰坐标系ECS的旋转变换，
Figure BDA0002210086090000137
表示光 谱共焦测头2测量坐标系TCS相对法兰坐标系ECS的平移变换；
Figure BDA0002210086090000138
令
Figure BDA0002210086090000139
所以有，
Figure BDA00022100860900001310
所有测量点均在同一平面上，故而RCSP满足平面约束方程，
n·P-D＝0
Figure BDA00022100860900001311
n＝[n1,n2,n3]为平面的单位法向量，其中未知量为：
Figure BDA0002210086090000141
设目标函数为
设目标函数为
s.t.
Figure BDA0002210086090000143
通过二次惩罚函数优化求解方法求解未知量：
目标函数改为
Figure BDA0002210086090000144
其中u(u>0)为惩罚因子，迭代求解步骤为：
S421：给定残差阈值ε>0，适当选择u1>0，根据线测头的安装结构 估计初值w0，k＝1。
S422：以yk-1为初值，通过LM算法(Leverberg-Marguardt)，求解目 标函数g(w,u)的近似极小值yk。
S423：当|c(w)|<ε时终止迭代，得到最优解yk；否则，令 uk+1＝0.1uk,k＝k+1，重复步骤S422。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例 而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任 何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于工业机器人测量***中的线测头标定装置，其特征在于：包括用于与机器人主体(5)连接的夹具(1)，位于夹具(1)下方，用于承载并驱动标准块(3)的夹持装置(4)；所述夹具(1)包括从上至下依次连接的夹具连接板(11)、第一角位台(12)、第二角位台(13)和连接架(14)，所述夹具连接板(11)用于与机器人主体(5)连接，所述连接架(14)用于与线测头(2)连接；所述夹持装置(4)从上至下依次设有工字型连接架(41)、马达(42)、第三角位台(44)、第四角位台(45)和连接板(46)，所述工字型连接架(41)的平台(47)用于设置标准块(3)。
2.根据权利要求1所述的用于工业机器人测量***中的线测头标定装置，其特征在于：在所述标准块(3)的上表面设有互相垂直的两条梯形槽(31、32)，梯形槽(31、32)的深度预先确定。
3.根据权利要求1或2所述的用于工业机器人测量***中的线测头标定装置，其特征在于：在所述马达(42)和第三角位台(44)之间设有中间连接板(43)。
4.根据权利要求1或2所述的用于工业机器人测量***中的线测头标定装置，其特征在于：所述线测头(2)是激光测距传感器。
5.根据权利要求4所述的用于工业机器人测量***中的线测头标定装置，其特征在于：所述激光测距传感器是光谱共焦测量仪。
6.一种用于工业机器人测量***中的线测头标定方法，其特征在于：包括如下步骤，
S1：将光谱共焦测头2通过夹具1上的安装板11安装在工业机器人法兰末端，标准块3的夹持装置4安装在安装面上，安装面设在工业机器人的工作范围内；
S2：调整标准块夹持装置上的DD马达42、角位台44和角位台45，使得标准块3上表面与法兰盘平面平行；
S3：调整光谱共焦测头夹具1上的角位台12和角位台13的旋转角度，使光谱共焦测头2的轴线垂直于标准块3的上表面；
S4：标定光谱共焦测头2工作坐标原点在工业机器人基坐标系RCS下的位置。
7.根据权利要求6所述的用于工业机器人测量***中的线测头标定方法，其特征在于：所述步骤S2包括如下子步骤：
S21：调整标准块的Rz，使得其y轴与工业机器人法兰盘y轴共面；
S22：调整标准块的Rx，使得其y轴与工业机器人法兰盘y轴平行；
S23：调整标准块的Ry，使得标准块x轴同工业机器人法兰盘的x轴平行，从而使得标准块上表面与工业机器人法兰盘平行。
8.根据权利要求6或7所述的用于工业机器人测量***中的线测头标定方法，其特征在于：所述步骤S3具体包括：保持线测头开启状态，实时返回测量数据；调节夹持装置中上侧角位台的旋钮，当获得的数据值最小时，将角位台固定在当前角度值处；同样的方法调节夹持装置下侧角位台旋钮，当获得的数据值最小时，将角位台固定在当前角度值处。
9.根据权利要求6或7所述的用于工业机器人测量***中的线测头标定方法，其特征在于：所述步骤S4具体包括：控制工业机器人在不同位姿下对标准块上表面的点进行测量，记录法兰坐标系ECS在工业机器人基坐标系RCS下的位姿
Figure RE-FDA0002362103600000031
并获得线测头的测量值{Li}；
在上述步骤的基础上，线测头工作坐标系原点P在工业机器人基坐标系下表示为公式一：
Figure RE-FDA0002362103600000032
其中
Figure RE-FDA0002362103600000033
表示法兰坐标系ECS相对工业机器人基坐标系RCS的旋转平移变换，
Figure RE-FDA0002362103600000034
表示线测头测量坐标系TCS相对法兰坐标系ECS的旋转平移变换，TCSP表示线测头坐标系原点；
Figure RE-FDA0002362103600000035
Figure RE-FDA0002362103600000036
表示法兰坐标系ECS相对工业机器人基坐标系RCS的旋转变换，
Figure RE-FDA0002362103600000037
表示法兰坐标系ECS相对工业机器人基坐标系RCS的平移变换；
Figure RE-FDA0002362103600000038
Figure RE-FDA0002362103600000039
表示线测头测量坐标系TCS相对法兰坐标系ECS的旋转变换，
Figure RE-FDA00023621036000000310
表示线测头测量坐标系TCS相对法兰坐标系ECS的平移变换；
Figure RE-FDA0002362103600000041
令
Figure RE-FDA0002362103600000042
所以有，
Figure RE-FDA0002362103600000043
所有测量点均在同一平面上，故而RCSP满足平面约束方程，
n·P-D＝0
Figure RE-FDA0002362103600000044
n＝[n1，n2，n3]为平面的单位法向量，其中未知量为：
Figure RE-FDA0002362103600000045
设目标函数为
Figure RE-FDA0002362103600000046
Figure RE-FDA0002362103600000047
通过二次惩罚函数优化求解方法求解未知量：
目标函数改为
Figure RE-FDA0002362103600000048
其中u(u＞0)为惩罚因子。
10.根据权利要求9所述的用于工业机器人测量***中的线测头标定方法，其特征在于：还包括迭代求解步骤，
S421：给定残差阈值ε>0，适当选择u1>0，根据线测头的安装结构估计初值w0，k＝1；
S422：以yk-1为初值，通过LM算法，求解目标函数g(w,u)的近似极小值yk；
S423：当|c(w)|<ε时终止迭代，得到最优解yk；否则，令
uk+1＝0.1uk,k＝k+1，重复步骤S422。
CN201910895532.9A 2019-09-21 2019-09-21 用于工业机器人测量***中的线测头标定装置和标定方法 Withdrawn CN110864659A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910895532.9A CN110864659A (zh) 2019-09-21 2019-09-21 用于工业机器人测量***中的线测头标定装置和标定方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910895532.9A CN110864659A (zh) 2019-09-21 2019-09-21 用于工业机器人测量***中的线测头标定装置和标定方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110864659A true CN110864659A (zh) 2020-03-06

Family

ID=69652256

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910895532.9A Withdrawn CN110864659A (zh) 2019-09-21 2019-09-21 用于工业机器人测量***中的线测头标定装置和标定方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110864659A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117095065A (zh) * 2023-09-18 2023-11-21 合肥埃科光电科技股份有限公司 线光谱共聚焦位移传感器标定方法、***及设备

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117095065A (zh) * 2023-09-18 2023-11-21 合肥埃科光电科技股份有限公司 线光谱共聚焦位移传感器标定方法、***及设备
CN117095065B (zh) * 2023-09-18 2024-06-11 合肥埃科光电科技股份有限公司 线光谱共聚焦位移传感器标定方法、***及设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111578866B (zh) 一种多线激光传感器组合测量的空间位姿标定方法
CN107883884B (zh) 一种光学测量装置和方法
US6615112B1 (en) Method and device for calibrating robot measuring stations, manipulators and associated optical measuring devices
JP4638327B2 (ja) パラレルメカニズム装置、パラレルメカニズム装置のキャリブレーション方法、キャリブレーションプログラム、及び記録媒体
JP2006243983A (ja) パラレルメカニズム機構のキャリブレーション方法、キャリブレーションの検証方法、キャリブレーションの検証プログラム、データ採取方法及び空間位置補正における補正データ採取方法
JP2013503380A (ja) 工作機械の校正方法
CN109732401A (zh) 一种关于五轴数控机床双回转轴位置无关误差的检测方法
CN114012585B (zh) 一种双摆轴式五轴磁流变机床抛光点位置标定方法
CN106289064B (zh) 一种便携式船板肋位线检测装置
US20210223020A1 (en) Inspection master
US11289303B2 (en) Calibrating method and calibrating system
US6895682B2 (en) Polar coordinate-based profilometer and methods
CN110864659A (zh) 用于工业机器人测量***中的线测头标定装置和标定方法
CN113587870A (zh) 五轴机床旋转轴几何误差在机检测装置及误差场预测方法
JP6419380B1 (ja) 検査マスタ
CN112797931B (zh) 工业机器人位姿准确度和位姿重复性检测装置及检测方法
CN210625619U (zh) 用于工业机器人测量***中的线测头标定装置
CN115284330A (zh) 一种焊接机器人标定激光轮廓仪的方法
JP2008096114A (ja) 測定装置
CN115042189A (zh) 机械臂参数误差识别及补偿方法
Klobucar et al. Automatic high resolution measurement set-up for calibrating precise line scales
CN109732643B (zh) 一种用于机械臂的标定装置及方法
CN108444433B (zh) 基于面型基准的转台转角误差检测方法
CN114518087A (zh) 非接触式测量镜片中厚和矢高的装置及方法
Deutsch et al. Thermo-elastic structural analysis of a machine tool using a multi-channel absolute laser interferometer

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20200306

WW01 Invention patent application withdrawn after publication