一種導管智能生產線中導管自動測量的路徑規劃方法技術

本發明專利技術涉及一種導管智能生產線中導管自動測量的路徑規劃方法，包括以下步驟：構建導管的旋轉基準面；規劃測量機新路徑并測量導管銜接段圓柱，得到發生位置變化的導管銜接段圓柱實際測量值；依據旋轉基準面及導管銜接段圓柱實際測量值，計算導管的位置偏移量和角度旋轉量；利用位置偏移量和角度旋轉量，實現所有后續測量點的路徑優化。該導管智能生產線中導管自動測量的路徑規劃方法的目的是解決導管智能化生產過程中坐標測量的重復定位精度差的問題。的問題。的問題。

【技術實現步驟摘要】
一種導管智能生產線中導管自動測量的路徑規劃方法


[0001]本專利技術涉及導管精密坐標測量
，具體涉及一種導管智能生產線中導管自動測量的路徑規劃方法。

技術介紹

[0002]導管的智能化生產過程包括導管彎曲、切割、清洗、焊接、精度檢測等多個工藝步驟，其中三坐標測量機負責導管智能生產線中的產品終檢，是導管智能生產線的關鍵步驟。導管在各工藝環節利用機械臂輔助運輸，因各加工設備和緩沖站的卡具卡緊力不一致、清洗環節搖擺導管、以及機械臂重復定位精度低等原因，導致導管經過多工藝環節運輸到三坐標測量機卡具的重復定位精度非常差，無法進行精密坐標測量，時常發生導管不可測或者碰撞現象，嚴重影響了導管的生產效率。究其原因，導管在測量機卡具上的旋轉超過3
°
，平移超過2mm，導致精密坐標測量系統不能按照規劃測量路徑進行測量，無法獲取導管表面的點信息導致導管自動測量系統失效。自動測量失敗導致導管智能生產線缺失一個重要環節，即無法實現導管的智能化自動化生產。
[0003]因此能否實現導管在測量過程中的測量路徑自動優化，是導管在姿態重復定位精度差的情況下實現精密測量關鍵技術之一，是整條導管生產線能否實現從加工到測量的全流程自動化的關鍵因素。
[0004]因此，專利技術人提供了一種導管智能生產線中導管自動測量的路徑規劃方法。

技術實現思路

[0005](1)要解決的技術問題
[0006]本專利技術實施例提供了一種導管智能生產線中導管自動測量的路徑規劃方法，解決了導管智能化生產過程中坐標測量的重復定位精度差的技術問題。
[0007](2)技術方案
[0008]本專利技術提供了一種導管智能生產線中導管自動測量的路徑規劃方法，包括以下步驟：
[0009]構建導管的旋轉基準面；
[0010]規劃測量機新路徑并測量導管銜接段圓柱，得到發生位置變化的導管銜接段圓柱實際測量值；
[0011]依據所述旋轉基準面及所述導管銜接段圓柱實際測量值，計算所述導管的位置偏移量和角度旋轉量；
[0012]利用所述位置偏移量和所述角度旋轉量，實現所有后續測量點的路徑優化。
[0013]進一步地，所述構建導管的旋轉基準面，具體包括如下步驟：
[0014]利用試教法測量導管夾持段圓柱的第一軸線信息及所述導管銜接段圓柱的第二軸線信息；
[0015]對所述導管夾持段圓柱和所述導管銜接段圓柱執行相交圓柱操作，得到兩圓柱的
第一軸線交點；
[0016]基于所述第一軸線信息、所述第二軸線信息及所述第一軸線交點，利用擬合算法構建所述旋轉基準面。
[0017]進一步地，所述利用試教法測量導管夾持段圓柱的第一軸線信息及所述導管銜接段圓柱的第二軸線信息，具體為：
[0018]在導管夾持段圓柱上采集圓柱表面點三維信息(X1,Y1,Z1)，采集點數大于6，在圓柱上均勻分布，經過最小二乘擬合算法得到所述第一軸線信息；
[0019]在導管銜接段圓柱上采集圓柱表面點三維信息(X2,Y2,Z2)，采集點數大于6，在圓柱上均勻分布，經過最小二乘擬合算法得到所述第一軸線信息。
[0020]進一步地，所述規劃測量機新路徑并測量導管銜接段圓柱，得到發生位置變化的導管銜接段圓柱實際測量值，具體為：
[0021]利用路徑搜索方式，進行所述導管銜接段圓柱的搜索測量，測得所述導管銜接段圓柱實際測量值。
[0022]進一步地，所述利用路徑搜索方式，進行所述導管銜接段圓柱的搜索測量，測得所述導管銜接段圓柱實際測量值，具體包括如下步驟：
[0023]測量設備運動到導管銜接段圓柱上方第一個測量點的初始位置；
[0024]測量設備從所述初始位置沿Z軸負方向運動的固定距離，并記錄位置信息；
[0025]根據所述位置信息對所述導管銜接段圓柱的測量信息進行更新，實現所述導管銜接段圓柱的測量。
[0026]進一步地，所述依據所述旋轉基準面及所述導管銜接段圓柱實際測量值，計算所述導管的位置偏移量和角度旋轉量，具體包括如下步驟：
[0027]將所述發生位置變化后的導管銜接段圓柱與所述導管夾持段圓柱相交得到兩個圓柱的第二軸線交點；
[0028]利用所述發生位置變化后的導管銜接段圓柱、所述導管夾持段圓柱及所述第二軸線交點，構造發生旋轉后的平面；
[0029]依據所述旋轉基準面及所述發生旋轉后的平面，確定所述導管的旋轉角度；
[0030]依據所述第一軸線交點、所述第一軸線交點，確定所述導管的位移。
[0031]進一步地，所述利用所述位置偏移量和所述角度旋轉量，實現所有后續測量點的路徑優化，具體為：
[0032]根據所述位置偏移量和所述角度旋轉量，使規劃的測量路徑點都繞夾持段導管軸線進行旋轉，同時進行偏移，得到優化后的路徑點。
[0033]進一步地，所述構建導管的旋轉基準面之前，還包括：
[0034]將所述導管放置于非接觸測量系統的測量空間。
[0035](3)有益效果
[0036]綜上，本專利技術通過針對導管的測量特點建立導管旋轉和平移模型，設計銜接段試探式測量流程，利用位置偏移量和角度旋轉量實現所有后續測量點的路徑優化，達到重復定位精度差的情況下的高精度自動測量，實現后續所有測量點的優化，最終達到實現導管自動測量和降低經濟損失的目的。
附圖說明
[0037]為了更清楚地說明本專利技術實施例的技術方案，下面將對本專利技術實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面所描述的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0038]圖1是本專利技術實施例提供的一種導管智能生產線中導管自動測量的路徑規劃方法的流程示意圖；
[0039]圖2是本專利技術實施例提供的一種導管的結構示意圖；
[0040]圖3是本專利技術實施例提供的一種導管基準平面示意圖。
[0041]圖中：
[0042]1?
導管夾持段；2
?
導管銜接段；3
?
第一軸線交點；4
?
旋轉基準面。
具體實施方式
[0043]下面結合附圖和實施例對本專利技術的實施方式作進一步詳細描述。以下實施例的詳細描述和附圖用于示例性地說明本專利技術的原理，但不能用來限制本專利技術的范圍，即本專利技術不限于所描述的實施例，在不脫離本專利技術的精神的前提下覆蓋了零件、部件和連接方式的任何修改、替換和改進。
[0044]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參照附圖并結合實施例來詳細說明本申請。
[0045]圖1是本專利技術實施例提供的一種導管智能生產線中導管自動測量的路徑規劃方法的流程示意圖，該方法可以包括以下步驟：
[0046]S100、構建導管的旋轉基準面；
[0047]S200、規劃測量機新路徑并測量導管銜接段本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種導管智能生產線中導管自動測量的路徑規劃方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：構建導管的旋轉基準面；規劃測量機新路徑并測量導管銜接段圓柱，得到發生位置變化的導管銜接段圓柱實際測量值；依據所述旋轉基準面及所述導管銜接段圓柱實際測量值，計算所述導管的位置偏移量和角度旋轉量；利用所述位置偏移量和所述角度旋轉量，實現所有后續測量點的路徑優化。2.根據權利要求1所述的導管智能生產線中導管自動測量的路徑規劃方法，其特征在于，所述構建導管的旋轉基準面，具體包括如下步驟：利用試教法測量導管夾持段圓柱的第一軸線信息及所述導管銜接段圓柱的第二軸線信息；對所述導管夾持段圓柱和所述導管銜接段圓柱執行相交圓柱操作，得到兩圓柱的第一軸線交點；基于所述第一軸線信息、所述第二軸線信息及所述第一軸線交點，利用擬合算法構建所述旋轉基準面。3.根據權利要求2所述的導管智能生產線中導管自動測量的路徑規劃方法，其特征在于，所述利用試教法測量導管夾持段圓柱的第一軸線信息及所述導管銜接段圓柱的第二軸線信息，具體為：在導管夾持段圓柱上采集圓柱表面點三維信息(X1,Y1,Z1)，采集點數大于6，在圓柱上均勻分布，經過最小二乘擬合算法得到所述第一軸線信息；在導管銜接段圓柱上采集圓柱表面點三維信息(X2,Y2,Z2)，采集點數大于6，在圓柱上均勻分布，經過最小二乘擬合算法得到所述第一軸線信息。4.根據權利要求2所述的導管智能生產線中導管自動測量的路徑規劃方法，其特征在于，所述規劃測量機新路徑測量導管銜接段圓柱，得到發生位置變化的導管銜接段圓柱實際測量值，具體為：利用路徑搜索方式，進行所述導管銜接段圓柱的搜索測量，測得...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉京亮，程爽，李安迪，朱志強，崔曉，佟翔宇，李燦偉，徐微雨，張忠欣，王幗媛，
申請(專利權)人：中國航空工業集團公司北京航空精密機械研究所，
類型：發明
國別省市：