1.一种用于工业测量的机器人目标轨迹精度补偿方法,其特征在于:它包括以下步骤:S1、根据检测工艺需求提供标准件的CAD模型,利用离线编程软件,产生由测量特征点序列组成的离线编程轨迹{Pd_i};
S2、在测量工位,机器人执行S1产生的离线编程轨迹,获得由有序测量点组成的测量点云{Pm_j};
S3、在工件坐标系中,执行测量点云与CAD模型的配准计算,得到由于工件安装误差而产生的整体偏差ES;
S4、利用整体偏差ES,将测量点云进行坐标转换,消除{Pm_j}的整体偏差,并将{Pm_j}与{Pd_i}统一到工件坐标系下,针对离线编程轨迹的每个特征点Pd_i,计算Pd_i在{Pm_j}所形成的曲线上的投影点Pm_i,获得{Pd_i,Pm_i};
S5、计算Pm_i与Pd_i之间的坐标偏移量在Pd_i的切平面上的投影Ti=Pd_i-Pm_i;
S6、利用{P'd_i=Pd_i+Ti},将Ti补偿到Pd_i,得到新的离线编程轨迹{P'd_i};
S7、重复S1-S6,直到Ti收敛到目标测量精度的一定范围内,完成目标轨迹补偿,执行正式的检测过程。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述的S3具体按以下步骤进行配准计算:将测量轨迹传输给机器人,控制机器人执行测量轨迹,在机器人运动过程中当机器人执行到待测点测量指令时,触发测量设备采集测量数据,得到与特征点对应的工件测量点,同时记录特征点对用的工件测量点之间的对应关系,即轨迹之间的关系;这里需要对测量点云与CAD模型进行配准,计算得到当测量点云与CAD模型最近贴合时,CAD模型所需的旋转、平移变换参数,即由于工件安装误差而产生的整体偏差ES;配准计算过程如下:a)初始化迭代计数k=1;
b)对测量点云{Pm_i|i=1,2,...,n}中每个点Pm_i,找到CAD模型上距Pm_i最近的点P′m_i;
c)基于目标函数 计算得到当前旋转矩阵Rk,和偏移向量tk;
d)判断计算结果是否满足收敛条件 若满足进入下一步,
否则更新当前测量点云Pm_i=Rk·Pm_i+tk,增加迭代记数k=k+1,回到步骤b)继续迭代计算;
计算测量点云相对于CAD模型的旋转变换 和偏移变换
进而可得到CAD模型相对于测量点云的旋转变换R′=R-1,偏移变换-1
t′=-R ·t。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述的S4具体为:利用测量设备坐标系Ot-XYZ与工件坐标系Ow-XYZ之间的变换关系,将测量点云数据转换到工件坐标系Ow-XYZ下,将{Pm_j}与{Pd_i}统一到工件坐标系下;
基于配准结果对CAD模型作旋转、偏移变换,修正CAD在虚拟机器人工作站中的安装位姿;
对离线编程轨迹{Pd_i|i=m=1,2,...,n}每个特征点Pd_i,找到测量点云{Pm_j|j=1,
2,...,n}上Pd_i的投影点Pm_i,获得{Pd_i,Pm_i}点对。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述的S5具体为:计算工件测量曲面在特征点Pd_i处单位法向量 确定工件测量在特征点处的切平面;然后,将Pm_i与Pd_i之间的坐标偏移量 在切平面上作投影, 在切平面上的投影作为目标轨迹误差。