机器人自动钻铆系统的现场快速自定位方法

作     者：韦溟 张丽艳 Wei Ming;Zhang Liyan

作者机构：南京航空航天大学机电学院南京210016 

出 版 物：《仪器仪表学报》 (Chinese Journal of Scientific Instrument)

年 卷 期：2020年第41卷第6期

页      面：66-75页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：民用飞机专项科研项目(MJ-2015-G-084) 国防技术基础项目(JSZL2018605C001)资助 

主　　题：机器人 自动钻铆 自定位 找正 手-眼标定 

摘      要：机器人自动钻铆系统在航空产品零部件制造和装配中得到了越来越广泛的应用。提出了一种利用钻铆机器人末端执行器上携带的单个工业相机进行现场机器人快速自定位的方法。该方法只需要以示教方式驱动钻铆机器人带动末端的工业相机对工件坐标系下6个以上坐标已知的定位点依次单独成像,即可简便快捷地确定出机器人基坐标系与工件坐标系之间的变换关系,结果表明,坐标系之间的旋转向量的偏差小于0.004,平移向量在x、y、z方向的偏差的绝对值都小于0.5 mm,实现机器人高精度自定位。推导了基于定位点依次单独成像的机器人自定位数学模型,并针对这一新模型提出了一种高效稳健的求解算法。该方法不受定位点分布结构的限制,可以直接利用自动钻铆系统自带的单个工业相机,无需激光跟踪仪等额外的坐标测量系统进行繁琐的三维测量和数据处理,因此机器人与工件的现场找正过程更加便捷高效。针对多个定位点依次单独成像所建立的定位模型和求解方法可以广泛应用于解决各类手-眼机器人系统的自定位问题。