建系操作指南

Mech-Metrics从Mech-MSR中获取的测量值位于机器人坐标系下,而从3D模型中拾取的名义值位于车身坐标系下。为了比较测量值和名义值,需要将测量值转换至车身坐标系下,这一过程称为建系

本部分介绍建系相关概念以及如何使用两种建系功能。

坐标系

建系涉及以下三种坐标系:

机器人坐标系

机器人坐标系指的是机器人用于描述位置和姿态的坐标系,机器人坐标系的原点位于机器人基座并保持固定。

工件坐标系

工件坐标系指的是车身某个部件自身在加工制造过程中需要遵守一定的基准,以这些基准为标准建立起的坐标系。

车身坐标系

车身坐标系指的是在汽车整体系统设计之初确立的,所有与之相关的车身部件都需要遵守的基准所组成的坐标系。

部署在线测量应用时,还需要理解以下坐标系与机器人坐标系的关系,从而理解测量值是如何产生的:

  • 相机坐标系{C}:固定在相机上,原点通常位于相机光心,Z轴为相机光轴方向。

  • 表面数据坐标系{S}:由相机成像与投影参数确定,用于表达工件表面点云与测量特征。

understand frame relationship

三者在在线测量中的关系可概括为:

  • 先在表面数据坐标系{S}中获得测量点与特征结果。

  • 再通过相机参数将数据转换到相机坐标系{C}。

  • 最后基于机器人手眼标定结果(外参)将数据转换到机器人坐标系{R}。

可将坐标转换链路理解为:{S} → {C} → {R}。

建系操作的本质是:在测量值已经位于机器人坐标系的基础上,进一步建立机器人坐标系与车身坐标系之间的关系,使测量值可转换到车身坐标系并与名义值进行比较。

建系方式

Mech-Metrics支持两种建系方式:工件建系工装建系。建系方式的选择应与三坐标设备的建系方式保持一致。

建系

建系是指建立不同坐标系(如机器人坐标系与车身坐标系)之间的空间关系,从而实现将机器人坐标系下的测量值准确转换为车身坐标系或其他目标坐标系下的测量值。建系是实现多坐标系数据统一和测量结果对齐的基础。

工件建系

工件建系是指通过工件基准特征(如孔位、边缘、基准面)建立坐标系。由于每个工件的基准特征可能不同,采用工件建系时,每个工件的坐标系也会不同。这种方式可以适当放宽对工装装夹精度的要求,适用于工件基准特征易于识别且装夹方式多变的场景。坐标系转换路径为:机器人坐标系 → 车身坐标系。

工装建系

工装建系是指通过测量工装(用于固定工件的装置)的特征建立坐标系。由于工装具有固定性,只需一次建系即可将所有待测工件转换到工装坐标系下。这种方式对工装装夹精度要求较高,适用于批量生产和工装重复使用的场景。坐标系转换路径为:机器人坐标系 → 车身坐标系。

工件在在线测量系统中的放置状态应与工件在三坐标设备中的放置状态保持一致(平躺或竖直放置)。

建系功能

如需进行工件建系,请使用RPS建系功能;如需进行工装建系,请使用最佳拟合建系功能。

RPS建系

RPS建系(Reference Point System)是通过选取一组参考特征点,约束工件的平移和旋转,实现工件与其CAD模型的精准对齐。该方法用于工件建系。

最佳拟合建系

最佳拟合建系(Best Fit Alignment)是通过使用至少三个特征中心点进行最佳拟合,从而使工件与工件的CAD模型对齐。该方法用于工装建系。

详细操作步骤请参阅:

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