CN111360585B - 一种机器人铣削***中刀具端实时位置误差的获取方法 - Google Patents

一种机器人铣削***中刀具端实时位置误差的获取方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111360585B
CN111360585B CN202010211074.5A CN202010211074A CN111360585B CN 111360585 B CN111360585 B CN 111360585B CN 202010211074 A CN202010211074 A CN 202010211074A CN 111360585 B CN111360585 B CN 111360585B
Authority
CN
China
Prior art keywords
coordinate system
tool
robot
transformation matrix
target coordinate
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.)
Active
Application number
CN202010211074.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111360585A (zh
Inventor
唐小卫
彭芳瑜
邸红采
闫蓉
朱泽润
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.)
Huazhong University of Science and Technology
Original Assignee
Huazhong University of Science and Technology
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 Huazhong University of Science and Technology filed Critical Huazhong University of Science and Technology
Priority to CN202010211074.5A priority Critical patent/CN111360585B/zh
Publication of CN111360585A publication Critical patent/CN111360585A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111360585B publication Critical patent/CN111360585B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/22—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work
    • B23Q17/2233—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work for adjusting the tool relative to the workpiece
    • B23Q17/2266—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work for adjusting the tool relative to the workpiece of a tool relative to a workpiece-axis

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

本发明属于工业机器人的铣削加工相关技术领域，并公开了一种机器人铣削***中刀具端实时位置误差的获取方法。该方法包括下列步骤：(a)利用双目可视相机标定所述工件靶标坐标系和主轴靶标坐标系的转换矩阵；(b)获得主轴靶标坐标系与刀具坐标系的转换矩阵和工件坐标系与刀具坐标系与的转化矩阵；(c)计算获得刀尖点在工件靶标坐标系中的坐标，即实时坐标；(d)计算刀尖点在工件靶坐标系中的理论坐标，根据所述实时坐标和理论坐标计算获得位置误差，以此实现位置误差的获取。通过本发明，实现机器人铣削***中，刀具末端加工误差的实时计算，简单便捷。

Description

一种机器人铣削***中刀具端实时位置误差的获取方法
技术领域
本发明属于工业机器人的铣削加工相关技术领域，更具体地，涉及一种机器人铣削***中刀具端实时位置误差的获取方法。
背景技术
工业机器人应用于铣削加工领域，有许多不可代替的优点，灵活性好、加工范围广、性价比高等，但工业机器人由于自身结构原因，整体***刚度很差，使得机器人末端定位精度较低。在铣削加工时，末端会产生变形，使得机器人末端实际位置相对于指令位置发生偏移，要对机器人末端加工误差进行计算，需要测量机器人末端刀尖点相对于工件坐标系的实际位移。
针对求解机器人主轴靶标坐标系与工具坐标系之间转换关系的这一技术问题，由于问题的特殊性，目前还没有看到一种完整、有效的机器人铣削中靶标与工具坐标系的标定方法，同时，现有技术中，在使用双目相机求解测出机器人末端刀具相对于工件的位置的计算方法繁杂；目前测量机器人末端位移的方法主要是使用激光跟踪仪，仪器昂贵且安装仪器占地面积大，其测量过程较为繁琐，单次只能测量一个靶标位置处的三向位移。故，急需寻求一种操作简单、测试便捷的应用于铣削***的实时位置误差的方法。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种机器人铣削***中刀具端实时位置误差的获取方法，根据标定的机器人主轴固定靶标与末端刀具坐标系的关系，结合双目相机测得的主轴靶标与工件靶标之间的转换矩阵，得到机器人末端刀具坐标系相对于工件坐标系的转换矩阵，从而计算出机器人加工时末端刀尖点在工件坐标系下的实时位置，并根据相同加工路径下从机器人控制器读出的数据计算得到的理论位置，计算出加工误差，该方法简单便捷，计算精度高。
为实现上述目的，按照本发明，提供了一种机器人铣削***中刀具端实时位置误差的获取方法，该方法包括下列步骤：
(a)在机器人铣削***中，在机器人主轴和工件上贴附靶标，以此分别建立主轴靶标坐标系和工件靶标坐标系，构建该工件靶坐标系与机器人基坐标系的转换关系，以此获得工件靶坐标系与机器人基坐标系的转换矩阵
Figure BDA0002422844730000021
利用双目可视相机标定所述工件靶标坐标系和主轴靶标坐标系的转换关系，记为转换矩阵
Figure BDA0002422844730000022
(b)对于空间任意的两个位置，标定其各自对应的工件靶标坐标系和主轴靶标坐标系的转换矩阵
Figure BDA0002422844730000023
和
Figure BDA0002422844730000024
构建转换矩阵
Figure BDA0002422844730000025
与主轴靶标坐标系与刀具坐标系的转换矩阵的关系，以此获得主轴靶标坐标系与刀具坐标系的转换矩阵，记为
Figure BDA0002422844730000026
根据转换矩阵
Figure BDA0002422844730000027
和
Figure BDA0002422844730000028
计算获得工件坐标系与刀具坐标系与的转化矩阵
Figure BDA0002422844730000029
(c)对于刀具的刀尖点，获取该刀尖点在刀具坐标系中的坐标PT，利用该坐标PT和所述转换矩阵
Figure BDA00024228447300000210
计算获得所述刀尖点在工件靶坐标系中的坐标，即实时坐标objPT；
(d)在机器人的基坐标系中，获取刀具的刀尖点在该基坐标系中的坐标JPT，利用所述工件靶坐标系与机器人基坐标系的转换矩阵
Figure BDA00024228447300000211
和刀尖点在基坐标系中的坐标JPT，计算获得刀尖点在工件靶坐标系中的坐标，即理论坐标objPT *，根据所述实时坐标objPT和理论坐标objPT *计算获得位置误差，以此实现位置误差的获取。
进一步优选地，在步骤(b)中，所述构建转换矩阵
Figure BDA00024228447300000212
与主轴靶标坐标系与刀具坐标系的转换矩阵的关系，优选按照下列步骤进行：
(b1)机器人主轴协同刀具在从一个位置运动至另一个位置时，主轴坐标系和刀具坐标系亦从一个位置运动至另一个位置，其中，主轴坐标系对应的位置变换矩阵对应A，刀具坐标系对应的位置变换矩阵为B；构建主轴坐标系的位置变换矩阵A、刀具坐标系的位置变换矩阵B与主轴靶标坐标系与刀具坐标系的转换矩阵
Figure BDA0002422844730000031
之间的关系式(Ⅰ)，如下：
Figure BDA0002422844730000032
(b2)根据主轴和刀具的位置关系，获得位置变换矩阵A与位置变换矩阵B之间的关系式(Ⅱ)，如下：
A＝B (Ⅱ)
(b3)根据工件靶标坐标系和主轴靶标坐标系的转换矩阵
Figure BDA0002422844730000033
和
Figure BDA0002422844730000034
按照下列关系式(Ⅲ)计算位置变换矩阵A：
Figure BDA0002422844730000035
其中，
Figure BDA0002422844730000036
是在第一个位置处主轴靶标坐标系与工件靶标坐标系之间的转换关系，
Figure BDA0002422844730000037
在第二个位置处主轴靶标坐标系与工件靶标坐标系之间的转换关系；
(b4)结合关系式(Ⅰ)，(Ⅱ)和(Ⅲ)，计算求解获得主轴靶标坐标系与刀具坐标系的转换矩阵
Figure BDA0002422844730000038
进一步优选地，在步骤(b4)中，所述计算求解获得主轴靶标坐标系与刀具坐标系的转换矩阵
Figure BDA0002422844730000039
优选采用最小二乘法。
进一步优选地，在步骤(b)中，所根据转换矩阵
Figure BDA00024228447300000310
和
Figure BDA00024228447300000311
计算获得工件坐标系与刀具坐标系与的转化矩阵
Figure BDA00024228447300000312
优选采用下列关系式进行：
Figure BDA00024228447300000313
进一步优选地，在步骤(c)中，所述利用该坐标PT和所述转换矩阵
Figure BDA00024228447300000314
计算获得所述刀尖点在工件靶坐标系中的坐标，优选按照下列关系式进行：
Figure BDA0002422844730000041
进一步优选地，在步骤(d)中，所述利用所述工件靶坐标系与机器人基坐标系的转换矩阵
Figure BDA0002422844730000042
和刀尖点在基坐标系中的坐标JPT，计算获得刀尖点在工件靶坐标系中的坐标，优选按照下列表达式进行：
Figure BDA0002422844730000043
进一步优选地，在步骤(d)中，所述根据所述实时坐标objPT和理论坐标objPT *计算获得位置误差，优选按照下列表达式进行：
e＝objPT-objPT *
其中，e是实时位置误差。
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，具备下列有益效果：
1、本发明提出使用双目相机对铣削机器人刀具端位移进行实时测量，利用标定的机器人末端刀具坐标系相对于主轴靶标坐标系的结果，结合双目相机测得的主轴靶标与工件靶标之间的转换关系，计算出机器人末端刀具坐标系相对于工件坐标系的转换关系，从而可计算出机器人加工时末端刀尖点在工件靶标坐标系下的实时位移；
2、本发明可以使用不同的刀具，或将靶标粘贴到主轴上任意位置，坐标系的标定不受刀具类型及主轴上靶标粘贴位置的限制，使用双目相机来测量两靶标坐标系之间的变换关系，进而得到机器人末端刀尖点相对于工件的位移，并计算出加工误差，该方法操作简单，且双目相机成本低、体积小，其可测量视野范围内的多个靶标坐标系的位姿，易于与工业机器人安装成整体铣削***；
3、本发明利用罗德里格斯公式与旋转变换通式相结合的方法，根据旋转矩阵求解旋转向量，并将其应用于机器人铣削加工领域的任意主轴固定靶标与末端刀具坐标系的标定。
附图说明
图1是本发明实施例涉及的一种铣削机器人刀具端位移的实时测量及误差计算方法的流程图；
图2是机器人主轴移动至任意两个位置时各坐标系之间的关系的示意图。
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，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
请参阅图1，在本发明的铣削***中，首先在机器人主轴和工件上分别贴附靶标，并以此形成主轴靶标坐标系和工件靶标坐标系，采用双目视觉测量装置标定主轴靶标坐标系和工件靶标坐标系的转换关系，即转换矩阵，标定的方法采用现有的方法，本发明中不予累述，一种机器人铣削***中刀具端实时位置误差的获取方法，具体包括下列步骤：
(a)在机器人铣削***中，在机器人主轴和工件上贴附靶标，以此分别建立主轴靶标坐标系和工件靶标坐标系，使机器人从初始位置，运动到两个不同的位置，在每个位置处，使用双目相机拍摄标定两个靶标坐标系之间的转换关系。并推导出求解主轴靶标坐标系与机器人末端刀具坐标系之间转换矩阵的方程组；
(b)利用拍摄标定结果，结合所给出的旋转向量求解方法，标定出主轴靶标坐标系与机器人末端刀具坐标系之间的固定变换矩阵；
(c)使用双目相机实时测量，计算出机器人末端刀具坐标系相对于工件靶标的转换关系，求解出机器人加工时末端刀具刀尖点在工件靶标坐标系下的实时位移；
(d)根据从机器人控制器读取的刀具刀尖点在机器人基坐标系下的坐标，结合机器人基坐标系与工件靶标坐标系之间的固定关系，求出刀尖点相对于工件靶标坐标系的理论坐标，进而计算出加工误差。
进一步优选地，步骤(a)中，首先定义工件靶标所在的坐标系为Cobj，主轴靶标和机器人末端刀具所在的坐标系分别为：CZ与CT。
机器人在任意两个不同的位置时的各坐标系之间的关系如图2所示，图2中仅仅是画出两个位置的示意图，但是机器人的运动位置不仅仅只是限于两个位置的运动，还可以是从第二个位置运动到第三个位置等等。如图2所示，令CZ1、CZ2分别表示机器人在两个不同位置时的主轴靶标坐标系，CT1、CT2分别表示机器人在两个不同位置时的刀具坐标系。齐次变换矩阵
Figure BDA0002422844730000061
分别为机器人在两个位置处坐标系Cobj与CZ之间的相对关系，在每个位置，使用双目相机标定得到。
在任意两个位置处，两个主轴靶标坐标系之间的转换关系用齐次变换矩阵A表示，两个刀具坐标系之间的转换关系记为齐次变换矩阵B，由于主轴靶标坐标系与刀具坐标系之间的关系是固定的，故矩阵A与B相同，下文都用A表示。用齐次变换矩阵
Figure BDA0002422844730000062
表示主轴靶标坐标系与刀具坐标系之间的固定转换矩阵，即要求解的未知量。可知，当主轴贴好靶标后，
Figure BDA0002422844730000063
就是一个固定量。将
Figure BDA0002422844730000064
用齐次变换矩阵的形式表示为：
Figure BDA0002422844730000065
矩阵A同样以齐次变换矩阵的形式给出：
即
Figure BDA0002422844730000066
其中，R为齐次变换矩阵
Figure BDA0002422844730000067
对应的旋转矩阵、t为齐次变换矩阵
Figure BDA0002422844730000068
对应的平移向量、Ra为齐次变换矩阵A对应的旋转矩阵、ta为齐次变换矩阵A对应的平移向量；
设空间某点P在四个坐标系CZ1、CZ2、CT1、CT2中的坐标分别为PZ1、PZ2、PT1、PT2,根据图2得出：PZ1＝APZ2、
Figure BDA0002422844730000071
PT1＝APT2、
Figure BDA0002422844730000072
联立上式求得：
Figure BDA0002422844730000073
将上述矩阵形式展开得：
Figure BDA0002422844730000074
优选地，步骤(b)中，计算主轴靶标与机器人末端刀具坐标系之间的固定转换关系，即旋转矩阵和平移向量的具体过程如下：
在机器人运动到的每个位置处，根据通过双目相机获得的坐标系Cobj与CZ之间的转换关系
Figure BDA0002422844730000075
可计算出矩阵A。例如，在机器人运动的一、二位置处：
Figure BDA0002422844730000076
其中，i表示机器人运动到的第个i位置。
(1)机器人从第一个位置运动到第二个位置，再从第二个位置运动到第三个位置后，根据求得的两个齐次变换矩阵A，得出关于求解主轴靶标与工具坐标系之间转换关系的两对方程组：
Figure BDA0002422844730000077
Figure BDA0002422844730000078
其中，Ra1、ta1分别为机器人从第一个位置运动到第二个位置后，求得的齐次变换矩阵A对应的旋转矩阵与平移向量、Ra2、ta2分别为机器人从第二个位置运动到第三个位置后，求得的齐次变换矩阵A对应的旋转矩阵与平移向量；
(2)根据步骤(1)中得出的方程组解出主轴靶标坐标系与刀具坐标系之间的旋转矩阵R。
任意旋转矩阵都可以表示成绕过原点的向量旋转θ角的变换矩阵。
由步骤(1)中的式(一)、(三)可得出：
ka1＝Rka1
ka2＝Rka2
从而可求得：
R＝[ka1 ka2 ka1×ka2][ka1 ka2 ka1×ka2]-1
其中，ka1、ka2分别为旋转矩阵Ra1、Ra2对应的旋转向量。
(3)将步骤(2)中求得的矩阵R代入步骤(1)中的(二)、(四)式，得到关于求解向量t的线性方程。
令
Figure BDA0002422844730000081
根据最小二乘法原理，待求解的线性模型设为：Y＝Xt。解得：
t＝(XTX)-1XTY
优选地，步骤(2)中通过旋转矩阵求解旋转向量的具体步骤如下：
2.1)任意旋转矩阵R与其对应的旋转向量k可通过罗德里格斯变换进行转换。
变换公式为：
R＝cos(θ)I+(1-cos(θ))kkT+sin(θ)Skew(k) (五)
式中，k为旋转矩阵R对应的单位旋转向量，θ为绕旋转向量逆时针转动的角度(弧度)。Skew(k)为旋转向量k＝[kx ky kz]T的反对称矩阵。而kx、ky、kz为旋转向量k中的元素。
2.2)求旋转角θ：
将步骤2.1)中的公式(五)两边同时取矩阵的迹tr得：
tr(R)＝cos(θ)tr(I)+(1-cos(θ))tr(kkT)+sin(θ)tr(Skew(k))
解得：
Figure BDA0002422844730000091
2.3)给出旋转变换通式：
Figure BDA0002422844730000092
旋转变换通式表示了绕过原点的任意向量k旋转角θ的变换矩阵。式中sθ＝sinθ，cθ＝cosθ，Versθ＝1-cosθ。
2.4)求解旋转向量k：
设给定的任意旋转矩阵为：
Figure BDA0002422844730000093
其对应的旋转向量为k＝[kx ky kz]T。
其中nx、ny、nz、ox、oy、oz、ax、ay、az为旋转矩阵R中的元素。
令式(七)与式(六)相等得：
Figure BDA0002422844730000094
把方程两边矩阵的对应元素做如下处理：
oz-ay＝2kx sinθ
ax-nz＝2ky sinθ
ny-ox＝2kz sinθ
于是求得：
Figure BDA0002422844730000095
优选地，步骤(c)中，当得到机器人末端刀具坐标系相对于主轴靶标坐标系之间的转换矩阵
Figure BDA0002422844730000101
后，在机器人铣削加工过程中，双目相机放置于机器人工作空间之外的固定区域，可以实时的使用双目相机对机器人末端刀具运动的实际位移进行拍摄测量。
优选地，在步骤(c)中，在机器人铣削加工过程中，双目相机能够测得每个时刻下的主轴靶标坐标系与工件靶标坐标系之间的转换关系矩阵
Figure BDA0002422844730000102
然后结合标定好的机器人末端刀具坐标系相对于主轴靶标坐标系之间的转换关系矩阵
Figure BDA0002422844730000103
就可以实时地计算出机器人末端刀具坐标系与工件靶标坐标系之间的转换关系：
Figure BDA0002422844730000104
优选地，在步骤(c)中，设机器人末端刀具刀尖点(刀具坐标系的原点)PT在工件靶标坐标系Cobj与机器人末端刀具坐标系CT中的坐标分别为objPT与PT。
根据计算出的机器人末端刀具坐标系与工件坐标系之间的转换关系
Figure BDA0002422844730000105
在机器人加工的每个时刻，就能够实时地求解出机器人末端刀尖点在工件靶标坐标系下的实际位移：
Figure BDA0002422844730000106
优选地，步骤(d)中，在机器人加工过程中，从机器人控制器能够读取到机器人末端刀具刀尖点坐标JPT，读取到的坐标JPT为刀具刀尖点在机器人基坐标系下的坐标。
当工件放置后，工件靶标坐标系的位姿就确定了，故机器人基坐标系与工件靶标坐标系的关系是确定的。此时机器人基坐标系与工件靶标坐标系的关系
Figure BDA0002422844730000107
就是一个确定的矩阵。机器人末端刀具刀尖点相对于工件靶标坐标系的理论位移objPT *也可以实时地计算得出，即：
Figure BDA0002422844730000108
进而计算出机器人进行铣削加工时，末端刀具刀尖点的实时运动误差：
e＝objPT-objPT *
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 (7)

1.一种机器人铣削***中刀具端实时位置误差的获取方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：
(a)在机器人铣削***中，在机器人主轴和工件上贴附靶标，以此分别建立主轴靶标坐标系和工件靶标坐标系，构建该工件靶坐标系与机器人基坐标系的转换关系，以此获得工件靶坐标系与机器人基坐标系的转换矩阵
Figure FDA0002956406450000011
利用双目可视相机标定所述工件靶标坐标系和主轴靶标坐标系的转换关系，记为转换矩阵
Figure FDA0002956406450000012
(b)对于空间任意的两个位置，标定其各自对应的工件靶标坐标系和主轴靶标坐标系的转换矩阵
Figure FDA0002956406450000013
和
Figure FDA0002956406450000014
构建转换矩阵
Figure FDA0002956406450000015
与主轴靶标坐标系与刀具坐标系的转换矩阵的关系，以此获得主轴靶标坐标系与刀具坐标系的转换矩阵，记为
Figure FDA0002956406450000016
根据转换矩阵
Figure FDA0002956406450000017
和
Figure FDA0002956406450000018
计算获得工件坐标系与刀具坐标系与的转化矩阵
Figure FDA0002956406450000019
(c)对于刀具的刀尖点，获取该刀尖点在刀具坐标系中的坐标PT，利用该坐标PT和所述转换矩阵
Figure FDA00029564064500000110
计算获得所述刀尖点在工件靶坐标系中的坐标，即实时坐标objPT；
(d)在机器人的基坐标系中，获取刀具的刀尖点在该基坐标系中的坐标JPT，利用所述工件靶坐标系与机器人基坐标系的转换矩阵
Figure FDA00029564064500000111
和刀尖点在基坐标系中的坐标JPT，计算获得刀尖点在工件靶坐标系中的坐标，即理论坐标objPT *，根据所述实时坐标objPT和理论坐标objPT *计算获得位置误差，以此实现位置误差的获取。
2.如权利要求1所述的一种机器人铣削***中刀具端实时位置误差的获取方法，其特征在于，在步骤(b)中，所述构建转换矩阵
Figure FDA00029564064500000112
与主轴靶标坐标系与刀具坐标系的转换矩阵的关系，按照下列步骤进行：
(b1)机器人主轴协同刀具在从一个位置运动至另一个位置时，主轴坐标系和刀具坐标系亦从一个位置运动至另一个位置，其中，主轴坐标系对应的位置变换矩阵对应A，刀具坐标系对应的位置变换矩阵为B；构建主轴坐标系的位置变换矩阵A、刀具坐标系的位置变换矩阵B与主轴靶标坐标系与刀具坐标系的转换矩阵
Figure FDA0002956406450000021
之间的关系式(Ⅰ)，如下：
Figure FDA0002956406450000022
(b2)根据主轴和刀具的位置关系，获得位置变换矩阵A与位置变换矩阵B之间的关系式(Ⅱ)，如下：
A＝B (Ⅱ)
(b3)根据工件靶标坐标系和主轴靶标坐标系的转换矩阵
Figure FDA0002956406450000023
和
Figure FDA0002956406450000024
按照下列关系式(Ⅲ)计算位置变换矩阵A：
Figure FDA0002956406450000025
其中，
Figure FDA0002956406450000026
是在第一个位置处主轴靶标坐标系与工件靶标坐标系之间的转换关系，
Figure FDA0002956406450000027
在第二个位置处主轴靶标坐标系与工件靶标坐标系之间的转换关系；
(b4)结合关系式(Ⅰ)，(Ⅱ)和(Ⅲ)，计算求解获得主轴靶标坐标系与刀具坐标系的转换矩阵
Figure FDA0002956406450000028
3.如权利要求2所述的一种机器人铣削***中刀具端实时位置误差的获取方法，其特征在于，在步骤(b4)中，所述计算求解获得主轴靶标坐标系与刀具坐标系的转换矩阵
Figure FDA0002956406450000029
采用最小二乘法。
4.如权利要求1所述的一种机器人铣削***中刀具端实时位置误差的获取方法，其特征在于，在步骤(b)中，所根据转换矩阵
Figure FDA00029564064500000210
和
Figure FDA00029564064500000211
计算获得工件坐标系与刀具坐标系与的转化矩阵
Figure FDA00029564064500000212
采用下列关系式进行：
Figure FDA0002956406450000031
5.如权利要求1所述的一种机器人铣削***中刀具端实时位置误差的获取方法，其特征在于，在步骤(c)中，所述利用该坐标PT和所述转换矩阵
Figure FDA0002956406450000032
计算获得所述刀尖点在工件靶坐标系中的坐标，按照下列关系式进行：
Figure FDA0002956406450000033
6.如权利要求1所述的一种机器人铣削***中刀具端实时位置误差的获取方法，其特征在于，在步骤(d)中，所述利用所述工件靶坐标系与机器人基坐标系的转换矩阵
Figure FDA0002956406450000034
和刀尖点在基坐标系中的坐标JPT，计算获得刀尖点在工件靶坐标系中的坐标，按照下列表达式进行：
Figure FDA0002956406450000035
7.如权利要求1所述的一种机器人铣削***中刀具端实时位置误差的获取方法，其特征在于，在步骤(d)中，所述根据所述实时坐标objPT和理论坐标objPT *计算获得位置误差，按照下列表达式进行：
e＝objPT-objPT *
其中，e是实时位置误差。
CN202010211074.5A 2020-03-24 2020-03-24 一种机器人铣削***中刀具端实时位置误差的获取方法 Active CN111360585B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010211074.5A CN111360585B (zh) 2020-03-24 2020-03-24 一种机器人铣削***中刀具端实时位置误差的获取方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010211074.5A CN111360585B (zh) 2020-03-24 2020-03-24 一种机器人铣削***中刀具端实时位置误差的获取方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111360585A CN111360585A (zh) 2020-07-03
CN111360585B true CN111360585B (zh) 2021-07-27

Family

ID=71200851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010211074.5A Active CN111360585B (zh) 2020-03-24 2020-03-24 一种机器人铣削***中刀具端实时位置误差的获取方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111360585B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112108696A (zh) * 2020-08-29 2020-12-22 苏州派恩精密机械有限公司 阀门斜槽加工工艺
CN112296753B (zh) * 2020-09-29 2021-09-03 苏州千机智能技术有限公司 基于迭代的在机测量工件装夹位置找正方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009220128A (ja) * 2008-03-13 2009-10-01 Disco Abrasive Syst Ltd ワーク加工方法およびワーク加工装置
CN103034166A (zh) * 2012-11-26 2013-04-10 北京工业大学 一种机床关键性几何误差源识别方法
CN103048947A (zh) * 2012-12-29 2013-04-17 东方电气集团东方汽轮机有限公司 五坐标联动机床数控程序后置处理方法
CN104007700A (zh) * 2014-05-29 2014-08-27 北京工业大学 一种基于全局敏感度分析的三轴数控机床的关键性几何误差辨识方法
CN104165585A (zh) * 2013-05-17 2014-11-26 上海三菱电梯有限公司 单台机器人工具坐标系的非接触式高精度标定方法
CN108445839A (zh) * 2018-05-06 2018-08-24 北京工业大学 一种基于误差增量的机床精度敏感度分析方法
CN109366503A (zh) * 2018-12-17 2019-02-22 北京卫星制造厂有限公司 基于移动式混联机器人的面向大型构件的加工工艺方法
CN109471408A (zh) * 2018-11-01 2019-03-15 西北工业大学 基于nc代码重构的三轴机床几何误差补偿方法
CN109514533A (zh) * 2019-01-08 2019-03-26 崧智智能科技(深圳)有限公司 工业机器人快速示教***及示教方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009220128A (ja) * 2008-03-13 2009-10-01 Disco Abrasive Syst Ltd ワーク加工方法およびワーク加工装置
CN103034166A (zh) * 2012-11-26 2013-04-10 北京工业大学 一种机床关键性几何误差源识别方法
CN103048947A (zh) * 2012-12-29 2013-04-17 东方电气集团东方汽轮机有限公司 五坐标联动机床数控程序后置处理方法
CN104165585A (zh) * 2013-05-17 2014-11-26 上海三菱电梯有限公司 单台机器人工具坐标系的非接触式高精度标定方法
CN104007700A (zh) * 2014-05-29 2014-08-27 北京工业大学 一种基于全局敏感度分析的三轴数控机床的关键性几何误差辨识方法
CN108445839A (zh) * 2018-05-06 2018-08-24 北京工业大学 一种基于误差增量的机床精度敏感度分析方法
CN109471408A (zh) * 2018-11-01 2019-03-15 西北工业大学 基于nc代码重构的三轴机床几何误差补偿方法
CN109366503A (zh) * 2018-12-17 2019-02-22 北京卫星制造厂有限公司 基于移动式混联机器人的面向大型构件的加工工艺方法
CN109514533A (zh) * 2019-01-08 2019-03-26 崧智智能科技(深圳)有限公司 工业机器人快速示教***及示教方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111360585A (zh) 2020-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109822574B (zh) 一种工业机器人末端六维力传感器标定的方法
CN109794938B (zh) 一种适用于曲面结构的机器人制孔误差补偿装置及其方法
CN110695993B (zh) 一种柔性机械臂同步测量方法、***及装置
CN107042528B (zh) 一种工业机器人的运动学标定***及方法
CN109454281B (zh) 一种机器人铣削加工中的螺旋桨工件坐标系标定方法
CN112070133B (zh) 一种基于测距仪和机器视觉的三维空间点定位的方法
CN109238199B (zh) 一种机器人旋转轴运动学参数标定方法
CN109877840A (zh) 一种基于相机光轴约束的双机械臂标定方法
CN111360585B (zh) 一种机器人铣削***中刀具端实时位置误差的获取方法
CN111426270B (zh) 一种工业机器人位姿测量靶标装置和关节位置敏感误差标定方法
CN113160334B (zh) 一种基于手眼相机的双机器人***标定方法
CN111415391A (zh) 一种采用互拍法的多目相机外部方位参数标定方法
Huang et al. Identification of geometric errors of rotary axes on 5-axis machine tools by on-machine measurement
CN113146613B (zh) 一种工业机器人d-h参数三维自标定校准装置及方法
CN111360812B (zh) 一种基于相机视觉的工业机器人dh参数标定方法及标定装置
Zhou et al. A combined calibration method of a mobile robotic measurement system for large-sized components
KR20170056372A (ko) 이동형 3차원 좌표 측정기(cmm)의 에러 측정 및 보상 방법
CN110962127B (zh) 一种用于机械臂末端位姿辅助标定装置及其标定方法
CN114654466B (zh) 自动标定方法、装置、***、电子设备及存储介质
CN115179323A (zh) 基于远心视觉约束的机器末位姿测量装置及精度提升方法
CN113211500B (zh) 球形标记物在机器人末端安装位置的获取方法
EP3693697A1 (en) Method for calibrating a 3d measurement arrangement
CN115493616B (zh) 一种激光跟踪姿态角现场精度的评定方法
CN116942314A (zh) 光学定位和机械定位混合的定位方法及***
CN113601269B (zh) 一种多轴数控机床旋转轴几何误差快速分离新方法

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant