科创中国

高端装备制造产业,智能制造装备产业

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系统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，实现机器人铣削系统中，刀具末端加工误差的实时计算，简单便捷。

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系统； 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。

唐小卫;彭芳瑜;邸红采;闫蓉;朱泽润 唐小卫（Tang Xiaowei，Lectuer），男，2008年6月获得西南交通大学机械设计制造及其自动化专业学士学位，2011年6月获得武汉理工大学机械设计及理论专业硕士学位，2017年76月获得华中科技大学机械电子工程专业博士学位，之后留在华中科技大学机械学院从事博士后研究工作，2019年9月留校从事教学与科研工作。 主要从事多轴加工动力学建模/机器人铣削加工工艺与装备开发等研究。住持国家自然科学基金青年基金项目和中国博后科学基金面上项目各1项，作为主要技术骨干参与国家973计划项目、国家杰出青年基金项目、国家重点研发项目、国家自然科学基金面上项目等。在ASME ***.和***等国际期刊和会议上发表论文10余篇，申请国家发明专利4项，软件著作权1项。