零件的在线测量方法与流程

本发明涉及3d视觉领域，具体涉及一种零件的在线测量方法

背景技术：

传统工程生产的大型零件一般采取离线抽检检测方法，即将生产线加工完成的每一批大型零件抽样送往检测实验室进行测量，检测加工的零件是否符合标准要求。这种离线检测方法效率低，精度低。为克服传统抽检、离线检测的不足，现阶段工程上通过3d视觉传感器获取零件的点云数据并进行计算测量。但是由于3d视觉传感器拍摄范围有限，无法一次获取大型零件点云数据，只能通过分段获取坐标信息、配准、重构整个大型零件点云数据。这种方法在配准阶段计算数据庞大，需要计算的时间长，导致最终检测效率不高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种零件的在线测量方法，首先将从3d视觉传感器获得的坐标转换到机器手基坐标之中，再对分段点云数据进行配准、重构，计算时间短，重构精度高。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种零件的在线测量方法，包括：

将3d视觉传感器安装在机械手法兰末端，并通过网线与电脑连接，在ie浏览器中输入通信地址，显示3d视觉传感器测量界面；将标定零件放置再相机拍摄范围之内，计算3d视觉传感器坐标系与机器手法兰坐标系的转换矩阵；

将待测大尺度零件放置在工装台之上，移动机器手分段拍摄零件，获取分段点云数据，通过读取机器手控制器中的数据可以计算机器手基坐标与法兰坐标之间的转换矩阵，根据机器手基坐标系与法兰坐标系之间的转换矩阵以及3d视觉传感器坐标系与机器手法兰坐标系之间的转换矩阵，将相机获取的大尺度零件点云坐标转换到机器手基坐标系中点云坐标；

对机器手基坐标系中相隔分段点云坐标数据进行配准、重构，获得整个大尺度零件的点云坐标数据；

编写上位机程序，首先建立程序与3d视觉传感器、机器手之间通信，保证程序能够实时获取相机与机器手数据；然后前述算法集成到程序中；

根据零件的测量要求，将获取的三维点云数据进行算法编程，实现在线检测。

在其中一个实施例中，“根据零件的测量要求，将获取的三维点云数据进行算法编程，实现在线检测。”中零件的测量要求是孔直径大小。

在其中一个实施例中，“根据零件的测量要求，将获取的三维点云数据进行算法编程，实现在线检测。”中零件的测量要求是孔之间距离。

在其中一个实施例中，“根据零件的测量要求，将获取的三维点云数据进行算法编程，实现在线检测。”中零件的测量要求是加工精度。

一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现任一项所述方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现任一项所述方法的步骤。

一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行任一项所述的方法。

本发明的有益效果：首先将从3d视觉传感器获得的坐标转换到机器手基坐标之中，再对分段点云数据进行配准、重构，计算时间短，重构精度高。

附图说明

图1是本发明零件的在线测量方法的示意图一。

图2是本发明零件的在线测量方法的示意图二。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

参照图1，本发明提供的测量机器手法兰坐标系与3d视觉传感器坐标系转换矩阵由机器手1，3d视觉传感器2，标定零件3构成。3d视觉传感器2安装在kuka机器手1法兰盘上，标定零件3放置在地面并保持位置不变。移动机器手1到某一位置，通过3d视觉传感器2识别标定零件3圆孔圆心并记录圆心在相机坐标系中的坐标(xc1,xc1,yc1)，通过机器手1控制器记录此时机器手1法兰位置f1(xf1,yf1,zf1,af1,bf1,cf1)；保持标定零件3位置不变，移动机器手1至不同位置，分别记录这些位置圆孔圆心在3d视觉传感器坐标系中的位置c2(xc2,xc2,yc2)，c3(xc3,xc3,yc3)，c4(xc4,xc4,yc4)……..以及机器手1末端法兰位置f2(xf2,yf2,zf2,af2,bf2,cf2)，f3(xf3,yf3,zf3,af3,bf3,cf3)，f4(xf4,yf4,zf4,af4,bf4,cf4)…….。标定零件3在基坐标系中的位置b＝[f][x]c，其中[f]为机器手1法兰坐标系与基坐标系之间的变换矩阵，[x]4×4为需要求解的机器手1法兰坐标系与3d视觉传感器2坐标系之间的变换矩阵，c为标定零件3圆孔圆心在3d视觉传感器2坐标系中的坐标c4×1，因为标定零件3的位置保持不变，所以b1＝b2＝b3＝…....bn，即

[f1][x]c1＝[f2][x]c2

[f2][x]c2＝[f3][x]c3

[f3][x]c3＝[f4][x]c4

…….

机器手1法兰坐标与基坐标变换矩阵[f]计算公式为

需要求解的机器手1法兰坐标系与3d视觉传感器2坐标系之间的变换矩阵[x]4×4表达式为

标定零件3圆孔圆心在3d视觉传感器坐标系中坐标c表达式为[xc；yc；zc；1]^t

根据b1＝b2＝b3＝…....bn建立线性方程组，采用最小二乘法求解出矩阵[x]4×4的12个未知数。

参照图2，本发明提供的高精度、高速在线大尺度零件测量系统由机器手1、3d视觉传感器2、大尺度测量零件4、计算机主机5以及计算机屏幕6组成。参照图2，通过计算机主机5与计算机屏幕6编写上位机程序，与机器手1、3d视觉传感器2通信，使上位机程序能够实时接收到机器手1位置信息与3d视觉传感器坐标信息；通过机器手1法兰坐标系与3d视觉传感器2坐标系转换矩阵以及机器手1法兰坐标系与极坐标系转换矩阵计算出3d视觉传感器2坐标系与机器手1坐标系转换矩阵，并集成到上位机程序中；分段拍摄大尺度零件4，获得分段3d点云坐标信息并转化为机器手1基坐标下坐标，对相隔点云数据进行配准、重构，获得整个大尺度零件4在机器手1基坐标下点云坐标信息；根据大尺度零件4测量要求(孔直径大小、孔之间距离、加工精度等)，编写测量程序并进行调试。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。