基于激光测距传感器的机器人末端定位扫描装置设计.pdf

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1、第11期机械设计与制造2011年1—I1重月、矗、MachineryDesign&Manufacture文章编号：1001—3997(2011)11-0001—02女设，计r与计1算．．●0。基于激光~jn,,lm传感器的机器人末端定位扫描装置设计：l：张传清1,2陈恳邵君奕陈雁尹华彬，朱丽3(’清华大学精密仪器与机械学系制造工程研究所，北京100084)(装甲兵工程学院机械工程系，北京100072)(。成都飞机工业(集团)有限责任公司制造工程部，成都610092)Designofrndlocatingandscanni

2、ngdeviceforpaintingrobotbased0nlaserrangingsensorZHANGChuan—qing．一，CHENKen，SHAOJun—yi，CHENYan，YINHua—bin，ZHULi(DepartmentofPrecisionInstrumentsandMechanology，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China)(DepartmentofMechanicalEngineering，AcademyofArmoredForceEngineerin

3、g，Beijing100072，China)(DepartmentofManufacturingEngineering，ChengduAircraftIndus【rial(Gmup)Co．，Ltd，Chengdu610092，China)；【摘要】为实现变截面复杂管道内壁喷涂机器人的定位、喷涂目标模型重建和喷涂轨迹规划功i}能，设计了末端激光定位扫描装置，描述了该装置传感器的选型、扫描头机构设计和相应的数学模型，{l并着重阐述了喷涂管道内截面自动扫描的流程以及测量路径规划算法的实现。实验证明，该设计实现2》了一类超常规尺

4、寸喷涂目标在喷涂机器人坐标系中的数模重建功能，解决了逐点示教无法完成复杂内《；表面喷涂轨迹规划的问题。{l关键词：喷涂机器人；激光测距传感器；测量路径规划：}【Abstract】Adeviceforpaintingrobotendlocatingandscanninghasbeendesignedespeciallyforvari一{lablecross-sectionS-shapepipepaintingsystemtoimplementthefunctionoflocatingoftherobot，recon一2》s

5、tructingthemodelofpaintingtargetandplanningthepaintingtrajectoryincomplicatedpiping．hfocuseson《；expoundingthesequenceofautomaticscanningthepaintingpipecross-sectionandmeasurementpathplan一{lningalgorithmimplementation，aswellsensorselection，designforscanningheadmec

6、hanismandthec0r—j}respondingmathematicalmodeLhisverifiedthroughtestthatthedesignimplementsthemathematicalmodef{lreconstructingofhypernormalsizepaintingtargetincoordinatesystemofpaintingrobotandsolvetheproblem2》whichisimpossibletoimplementthepaintingtrajectoryplan

7、ningforcomplicatedinternalsurface．《；Keywords：Paintingrobot；Laserrangingsensor；Pathgeneration；中图分类号：TH12，TP24文献标识码：A距传感器为参考，喷涂机器人构成一个具有目标点扫描功能的关l引言节式测量臂，实现了数模重建、轴线校正、喷涂轨迹规划等喷涂准喷涂机器人喷涂轨迹规划在喷涂工艺设计中极其重要，目前备过程自动化，大幅提高了喷涂机器人的工作效率。喷涂轨迹规划主要有两种方法，即逐点示教法和离线编程法n_司。其中，逐点示教法适

8、于形状规则的喷涂表面，而对于复杂表面喷涂，则2定位和扫描头机构设计需要依据其数学模型，自动或手动划分网格，采用离线编程的方式2．1测量原理和传感器选型规划喷涂轨迹，这种方式对机器人定位精度要求和工件制造精度要激光测距传感器采用非接触测量的方式精确测定被测物体求都很高。复杂曲面喷涂机器人系统H呢为超长尺寸变截面复杂位置