[发明专利]一种基于双红外传感器的局部曲面法向量确定方法

说明书

一种基于双红外传感器的局部曲面法向量确定方法，本发明涉及基于双红外传感器的局部曲面法向量确定方法。本发明目的在于解决现有测量技术不能实现的问题。包括横向测量和纵向测量两部分；一、纵向测量方法的实现步骤如下：获得机器人喷头在大地坐标系中坐标，确定机器人喷头在垂直于待喷涂工件曲面的横向平面内；二、横向测量方法实现步骤如下：获得机器人喷头在大地坐标系中坐标为P(x,y,z)，记录在机器人喷头移动过程中所经过的采样点，确定机器人喷头在垂直于待喷涂工件曲面的纵向平面内；重复横向测量和纵向测量，横向平面与纵向平面相交，确定待喷涂工件曲面的法向向量。本发明用于喷漆领域。

技术领域

本发明涉及基于双红外传感器的局部曲面法向量确定方法。

背景技术

在喷涂技术中，喷头与工件表面保持垂直是整个工艺中十分重要的一个环节，喷头时刻保持与工件表面的垂直能够保证喷漆的厚度、喷涂效果、光泽程度保持一致，便于实现喷漆工艺，保证了加工后工件的效果。传统的测量方式是离线测量确定法线方向，即在加工零件的过程中，为了使加工工具保持与曲面垂直，需要停止设备，人工示教。只能通过肉眼判断加工工具是否与曲面法线方向重合。

随着喷涂技术等自动化技术的普及，对于喷涂设备的姿态要求越来越高，为了提高自动化设备的工作效率，确保喷涂工艺的完整性，那么就需要一种方法保证喷头与曲面工件表面保持在方向上垂直。

现有技术中CN102393176测量曲面曲率半径的主要方法为等厚干涉法，该方法测量效率较低且使用场合有限，该技术方案包括左支架和左支架上垂直固定着左立尺，右支架和右支架上垂直固定着右力尺，；两力尺之间用横尺搭联，横尺上通过悬尺游标吊挂着悬尺，悬尺下端为半圆锥体接触点。上述技术方案一方面只能应用于整体结构对称于曲面的工件，或者是已经找到曲面的对称位置和角度等参数的工件，否则容易存在悬尺下端的半圆锥体接触点未准确接触曲面的最高点，即悬尺与曲面的半径不共线的情况，从而严重影响了曲率半径和法线向量的测量准确性。这种方法应用限制的范围较窄，寻找曲面对称位置和角度等参数较为费时。另外，这种方法只能应用于在水平方向上测量曲面法向量，不适用与大型工件。这种方法耗时时间比较长，在实际的工业应用中，并不完全适用。

另外一种CN201310342502.8该发明提出一种接触式测量曲面的方法以及误差补偿系统，包括红宝石测touch陶瓷测杆和压力传感器，通过获得实际测量点与理论测量点的误差和夹角来确定实际曲面的法线方向。此种方法的缺点在于只适用于可接触设备，不便于喷漆喷头移动，在移动过程中会破坏喷漆效果，并且效率低下，成本较高。由此可见，此种方案非常不利于应用在喷漆机器人的曲面法向量测量中。

一般情况下，很多工业喷涂作业并不需要喷头完全对准工件曲面的法线方向，也就是说在寻找局部曲面法线向量时并不需要十分高的精度。只要保证在短距过程中，喷头能够对准工件的首末端曲面法线即可，就可以保证喷涂的流畅性和工艺的完整性，本发明结合机器人末端位置和机器人运动向量解算三角形，并采用双红外传感器配合机器人的运动方向向量获得局部曲面法向量信息。

发明内容

本发明提供了一种基于双红外传感器的局部曲面法向量确定方法，目的在于解决现有测量技术不能实现的问题，以提高寻找局部曲面法向量的效率和工件加工质量。

一种基于双红外传感器的局部曲面法向量确定方法包括横向测量和纵向测量两部分；

一、纵向测量方法的实现步骤如下：

步骤一一：在机器人喷头移动到待喷涂工件曲面位置后，获得机器人喷头在大地坐标系中坐标，并设定为P(x,y,z)；