【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及智能加工和打磨抛光，尤其涉及一种面向多机器人协作磨抛的工件自适应定位补偿方法。
技术介绍
1、目前，航空发动机组件等复杂结构件表面的自动化抛光中使用的机器人定位功能主要采用传统的示教对尖方式进行，该方法效率低、重复性差、自动化程度低等，严重影响了自动化生产中的节拍、效率、产量。
2、由于示教对尖方法精度由操作人员的熟练程度和操作技巧所决定，本身具备不确定性，且针对批量生产的工件每个都要独立重复定位，消耗了大量的人力物力、时间等，故而进行自动化标定技术的研究必不可少。
3、此外，针对单机器人自动化加工系统的工件定位尚有研究进展，但针对多机器人系统的协作加工定位方法仍有缺失。单机器人自动化加工系统在针对工体积较小、重量较轻、易于夹持的工件进行定位时会有较好的表现，但针对体积较大、重量较重、不易夹持的工件进行定位时则难以同时满足定位和加工两种工序。因此，急需一种面向多机器人协作磨抛的工件定位方法。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种面向多机器人协作磨抛的工件自适应定位补偿方法，通过理论计算分析与自动化控制结合的方式达到多机器人联合定位工件的目的。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种面向多机器人协作磨抛的工件自适应定位补偿方法，基于磨抛系统中的搬运测量机器人连接的扫描设备完成工件点云的采集，用以进行定位补偿计算，具体包括以下步骤：
3、步骤1：针对磨抛系统中的搬
4、步骤2：进行工件的基坐标系在打磨机器人下的标定，得到工件在打磨机器人坐标系下的基坐标系矩阵；
5、步骤3：基于步骤1得到的多个标定结果矩阵以及步骤2标定得到工件在打磨机器人坐标系下的基坐标系矩阵，并进行实际工件点云数据与对应搬运测量机器人位姿的获取，计算多个打磨机器人坐标系下利用视觉标定的工件基坐标系矩阵，实现工件的定位。
6、优选地，所述步骤3包括：
7、步骤3.1：根据步骤1得到的多个标定结果矩阵以及步骤2标定得到工件在打磨机器人坐标系下的基坐标系矩阵，计算得进行标定时搬运测量机器人到打磨机器人的位置转移矩阵；
8、实际加工过程中，搬运测量机器人与多个打磨机器人之间的相对位置关系保持不变，故在任意时刻，均有搬运测量机器人到打磨机器人的位置转移矩等于标定时搬运测量机器人到打磨机器人的位置转移矩阵；
9、步骤3.2：获取实际加工过程中，工件点云数据与对应搬运测量机器人位姿，将工件点云数据从扫描设备坐标系转换到打磨机器人坐标系下；
10、步骤3.2.1：保持实际加工过程中的工件与标定时夹持方式一致，且磨抛系统中工作台均处于同一初始角度；保证多个打磨机器人均移至安全位置，使得搬运测量机器人在移动过程不会与打磨机器人发生干涉；
11、步骤3.2.2：搬运测量机器人移动至某个位置p，扫描设备采集该位置下工件的点云数据，保证该点云数据能够覆盖工件局部的某一平面或曲面；其中，点云数据的每个点位为v＝(x,y,z)，则有对应点云p＝{v}；
12、步骤3.2.3：重复步骤3.2.2直至获取n个点云数据与对应的搬运测量机器人位置pn，n＝1,…,n，并记录对应位置的搬运测量机器人位姿矩阵；保证这n个位置下的点云能够基本覆盖若干个工件加工流道内的全部空间信息；
13、步骤3.2.4：汇总在步骤3.2.3中获取的实际扫描过程中搬运测量机器人位于点pn的位姿矩阵与对应扫描设备坐标系下的工件点云计算得打磨机器人到实际扫描过程中的扫描设备的位置转移矩阵；进一步计算得实际扫描过程中在打磨机器人坐标系下的工件点云；
14、步骤3.3：获得打磨机器人下利用视觉标定的工件基坐标系矩阵，实现工件的定位；
15、步骤3.3.1：将n个实际扫描过程中获取的在打磨机器人坐标系下的工件点云滤波、裁剪后进行合并，得到打磨机器人坐标系下的局部工件的点云；
16、步骤3.3.2：获取工件数模点云，结合打磨机器人坐标系下标定的工件基坐标系计算得打磨机器人坐标系下标定工件数模点云；
17、步骤3.3.3：应用icp算法，计算打磨机器人坐标系下的局部工件的点云偏移至打磨机器人坐标系下标定工件数模点云的转移矩阵；
18、步骤3.3.4：基于打磨机器人坐标系下的局部工件的点云偏移至打磨机器人坐标系下标定工件数模点云的转移矩阵和打磨机器人坐标系下利用数模标定的工件基坐标系矩阵，计算得到打磨机器人坐标系下利用视觉标定的工件基坐标系矩阵；打磨机器人利用视觉标定的工件基坐标系矩阵实现工件的定位。
19、优选地，所述方法还对步骤3获得的利用视觉标定的工件基坐标系矩阵进行误差补偿，提高定位精度，以达到满足要求的工件定位结果，包括：
20、1)在步骤2进行工件的基坐标系在打磨机器人坐标系下标定时，保证工件处于初始位置，获取实际工件点云数据与对应搬运测量机器人位姿；
21、2)将1)获取的实际工件点云数据与对应搬运测量机器人位姿进行步骤3.2至步骤3.3的运算，得到工件在标定位置的打磨机器人下的局部工件的点云偏移至打磨机器人下标定工件数模点云的转移矩阵；进而计算得到工件在标定位置的打磨机器人下利用视觉标定的工件基坐标系矩阵与打磨机器人下利用数模标定的工件基坐标系矩阵的综合误差；
22、3)利用综合误差修正步骤3.3计算得到的打磨机器人下利用视觉标定的工件基坐标系矩阵。
23、优选地，所述方法还引入转台控制来进行工件基坐标系的近似补偿，包括：
24、(1)基于工件在标定位置的打磨机器人坐标系下利用视觉标定的工件基坐标系矩阵与打磨机器人坐标系下利用数模标定的工件基坐标系矩阵的综合误差与在实际加工过程中打磨机器人坐标系下的局部工件的点云偏移至打磨机器人坐标系下标定工件数模点云的转移矩阵，计算得到打磨机器人坐标系下的校正矩阵；
25、(2)将计算得到的打磨机器人坐标系下的校正矩阵转化为机器人可识别的笛卡尔式校正坐标；
26、(3)将磨拋系统中的转台按照打磨机器人坐标系下的笛卡尔式校正坐标进行补偿旋转后加工工件，即计算转台的补偿旋转角。
27、采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术提供的一种面向多机器人协作磨抛的工件自适应定位补偿方法，可以提高系统定位精度和定位效率，保证了加工质量稳定性和一致性。适应多机器人之间协调加工过程的整体定位标定，具有先进性和可借鉴性。
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1.一种面向多机器人协作磨抛的工件自适应定位补偿方法，其特征在于：基于磨抛系统中的搬运测量机器人连接的扫描设备完成工件点云的采集，用以进行定位补偿计算，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种面向多机器人协作磨抛的工件自适应定位补偿方法，其特征在于：所述步骤3包括：
3.根据权利要求2所述的一种面向多机器人协作磨抛的工件自适应定位补偿方法，其特征在于：实际加工过程中，搬运测量机器人与多个打磨机器人之间的相对位置关系保持不变，故在任意时刻，均有搬运测量机器人到打磨机器人的位置转移矩等于标定时搬运测量机器人到打磨机器人的位置转移矩阵。
4.根据权利要求2所述的一种面向多机器人协作磨抛的工件自适应定位补偿方法，其特征在于：所述步骤3.2包括：
5.根据权利要求2所述的一种面向多机器人协作磨抛的工件自适应定位补偿方法，其特征在于：所述步骤3.3包括：
6.根据权利要求2所述的一种面向多机器人协作磨抛的工件自适应定位补偿方法，其特征在于：所述方法还对步骤3获得的利用视觉标定的工件基坐标系矩阵进行误差补偿，提高定位精度，以达
7.根据权利要求6所述的一种面向多机器人协作磨抛的工件自适应定位补偿方法，其特征在于：所述方法还引入转台控制来进行工件基坐标系的近似补偿，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种面向多机器人协作磨抛的工件自适应定位补偿方法，其特征在于：基于磨抛系统中的搬运测量机器人连接的扫描设备完成工件点云的采集，用以进行定位补偿计算，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种面向多机器人协作磨抛的工件自适应定位补偿方法，其特征在于：所述步骤3包括：
3.根据权利要求2所述的一种面向多机器人协作磨抛的工件自适应定位补偿方法，其特征在于：实际加工过程中，搬运测量机器人与多个打磨机器人之间的相对位置关系保持不变，故在任意时刻，均有搬运测量机器人到打磨机器人的位置转移矩等于标定时搬运测量机器人到打磨机器人的位置转移矩阵。
4.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：张睿峰，刘殿海，李论，赵吉宾，杨晨，卢建钢，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：
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