一种基于轮廓扫描的方形贴片精确定位方法

摘要

本发明提出一种基于轮廓扫描的方形贴片精确定位方法，利用轮廓测量系统、上位机以及机器人集成所形成的闭环系统，实时测量反馈待贴片区域边缘已有隔热片的位置信息，通过边界几何点自动计算目标点的实际空间位置，通过闭环系统迭代修正，保证机器人贴片定位点的位置精度。通过传感器定位，边缘陶瓷片扫描、自动计算修正偏差、机器人运动、传感器二次找正等过程，实现飞机壁板精确、快速贴片，保证飞机壁板的高装配精度要求，降低劳动强度。

主权项

一种基于轮廓扫描的方形贴片精确定位方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：对工具坐标系与贴片定位点位置进行标定：所述工具坐标系OXYZ的原点O为第一轮廓扫描仪运动导轨中心轴线与第二轮廓扫描仪运动导轨中心轴线的交点，工具坐标系OX轴沿第一轮廓扫描仪运动导轨中心轴线，工具坐标系OY轴沿第二轮廓扫描仪运动导轨中心轴线；第一轮廓扫描仪和第二轮廓扫描仪安装在贴片机器人末端执行器上，第一轮廓扫描仪运动导轨中心轴线与第二轮廓扫描仪运动导轨中心轴线垂直相交；第一轮廓扫描仪运动导轨中心轴线平行于贴片机器人末端执行器抓取的贴片的一条边，第二轮廓扫描仪运动导轨中心轴线平行于贴片机器人末端执行器抓取的贴片的另一条边；所述贴片定位点为贴片机器人末端执行器抓取的贴片的四个顶点中，最接近工具坐标系OXYZ原点的顶点；测量贴片机器人末端执行器吸盘中心与第一轮廓扫描仪运动导轨中心轴线的距离L₂以及与第二轮廓扫描仪运动导轨中心轴线的距离L₁，得到贴片机器人末端执行器吸盘中心在工具坐标系下的坐标(L₁,L₂)；测量方形贴片的尺寸a和b，其中a为沿工具坐标系OX轴的尺寸，b为沿工具坐标系OY轴的尺寸；得到贴片定位点在工具坐标系下的坐标(X_c,Y_c)为：$\left\{\begin{array}{c}{X}_c=L_1-\frac{a}{2}\\ Y_c=L_2-\frac{b}{2}\end{array}\right.;$步骤2：按照离线程序，驱动贴片机器人末端执行器运动到目标点理论位置；步骤3：第一轮廓扫描仪沿工具坐标系OX轴运动，第二轮廓扫描仪沿工具坐标系OY轴运动，对待贴片区域的周边贴片边缘轮廓进行双向扫描，得到与定位点方位对应的周边贴片边缘轮廓顶点在工具坐标系下的坐标(X_C,Y_C)；步骤4：根据装配要求的贴片边距偏置值(l₂,l₁)，得到工具坐标系下目标点的坐标(X_d,Y_d)为：$\left\{\begin{array}{c}{X}_d=X_C+l_2\\ Y_d=Y_C+l_1\end{array}\right.;$步骤5：判断是否满足X_d2＜σ且Y_d2＜σ，σ为精度要求，若满足，则进入步骤6，否则根据工具坐标系与机器人全局坐标系转换矩阵，将坐标(X_d,Y_d)转换为机器人全局坐标系下的坐标偏置值(ΔX',ΔY',ΔZ')，并依据坐标偏置值(ΔX',ΔY',ΔZ')驱动机器人运动，然后返回步骤3；步骤6：根据工具坐标系与机器人全局坐标系转换矩阵，将坐标(X_c,Y_c)转换为机器人全局坐标系下的坐标偏置值(ΔX,ΔY,ΔZ)，依据坐标偏置值(ΔX,ΔY,ΔZ)驱动机器人运动，实现定位点与目标点精确定位。