激光跟蹤儀和SpatialAnalyzer在航空航天中的應用

確定組件（DA）是一種用于航空航天組件的技術，其需要鉆孔精確且匹配的孔圖案以用于緊固配合部件。DA技術對于有效地為航空航天構建大型結構至關重要，因為它允許一致，準確的裝配和部件對齊。通常使用大型數控機床或大型夾具來實現鉆孔DA孔圖案所需的精度，但這些方法既昂貴又不靈活，無法改變設計和工藝。另一種技術是使用大型精密計量系統在軌道上使用機器人。該技術允許在能夠適應設計和工藝變化的單元中精確鉆孔DA孔圖案。

該項目將激光跟蹤儀與機器人集成在一起，以開發和解決機器人的運動學校準，并將激光跟蹤儀測量結果整合為控制鉆頭位置和方向的反饋。該項目的目的是評估柔性機器人系統是否能夠在航空航天公差范圍內提供精確的DA孔模式。

該項目使用了以下組件：Kuka KR-500，Leica AT901，Leica T-Mac 6D傳感器，30'平移軌道，機身試驗臺和優惠券，以及用于直接機器人控制界面的SpatialAnalyzer（SA）機器，激光跟蹤器界面和測量計劃（MP）以自動化該過程。

SA Machine用于集成并建立與機器人和激光跟蹤器的實時連接。SA機器人驅動程序與Kuka控制器連接，提供直接通信以讀取和命令聯合值。該解決方案使用跟蹤器測量和機器人關節角度值，當機器人通過DA孔圖案內部和周圍的一系列姿勢移動時測量，并將這些測量值用作局部校準的輸入。

校準使SA機器能夠計算每個DA孔位置的最佳關節角度。SA機器通過直接命令最佳關節角度來繞過機器人的運動學，以實現DA孔精度。直接機器人界面使MP能夠使用跟蹤器測量來微調機器人在每個DA孔處的鉆頭位置。這種閉環反饋過程稱為“移動測量- 糾正”。

將機器人發送到目標框架后，使用T-Mac測量機器人的實際位置。計算實際幀和目標幀之間的差異，并將其用作新增量機器人移動的輸入。最終結果是精確定位機器人鉆頭以鉆每個DA孔。

在項目結束時，結果表明SA機器能夠將激光跟蹤器與機器人一起使用，以提供靈活的確定孔鉆孔單元解決方案。此外，還證明了以下兩個步驟：首先，開發和解決機器人在局部工作區域的運動校準，其次，將激光跟蹤器測量結果整合為控制鉆頭位置和方向的反饋。

這項技術的優點包括：

-在感興趣的工作空間內進行局部校準優化

-運動校準包括基于負載的偏轉補償和鉆出每個局部孔圖案所需的姿勢

-能夠挑選和選擇要優化的運動參數

-允許選擇最佳的計量系統來校準工作單元內的機器人

-實現了DA孔圖案的精度和所需公差的顯著改善。相對于使用機器人運動學的凈差異使用SA運動學大約好14倍，使用移動，測量，正確技術大約好40倍。