(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210643084.5 (22)申请日 2022.06.08 (71)申请人 北方民族大 学 地址 750021 宁夏回族自治区银川市西夏 区文昌北街204 号 (72)发明人 赵丽　张腾　刘海波　何涛　 戴万祥　 (74)专利代理 机构 宁夏三源鑫知识产权代理事 务所(普通 合伙) 6410 5 专利代理师 孙彦虎 (51)Int.Cl. B25J 11/00(2006.01) B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 阀体铸件浇冒口切割定位装置及定位方法 (57)摘要 一种阀体铸件浇冒口切割定位装置及定位 方法， 包括如下步骤： 对切割定位装置进行组装、 立体视觉相机坐标系{C}的建立、 建立阀体坐标 系{V}与立体视觉相机坐标系{C}的变 换关系、 建 立机器人坐标系{R}与立体视觉相机坐标系{C} 的变换关系、 建立定位盘坐标系{P}与机器人坐 标系{R}的变换关系、 建立机器人坐标系{R}与阀 体坐标系{V}的变换关系、 机器人运动参数的计 算、 将阀体铸件固定在定位盘上， 按照计算得出 的机器人运动参数， 利用切割设备对阀体铸件的 浇冒口进行切割； 本发明可实现对同种阀体定位 盘能够以相同位置和姿态定位到阀体铸件的上 方， 满足同种阀体以相同位置和姿态装夹在自动 化切割设备上， 用同一程序完成同种阀体铸件浇 冒口的切割， 解决企业 面临的迫切问题。 权利要求书5页 说明书8页 附图6页 CN 114800577 A 2022.07.29 CN 114800577 A 1.一种阀体铸件浇冒口切割定位装置， 其特征在于： 包括机器人、 立体视觉装置、 偏差 检测装置、 连接装置、 计算机 设备， 所述立体视觉装置包括立体视觉相机及用于支撑立体视 觉相机的支撑架， 所述立体视觉相 机可拆卸的安装在支撑架的顶部， 立体视觉相 机沿支撑 架的顶部依次等距分布， 所述支撑架呈 “C”形， 所述连接装置包括连接法兰、 定位盘、 T型标 定杆， 所述连接法兰设置在机器人的端部， 连接法兰远离机器人端部的一侧表 面上开设有T 型槽， 所述T型标定杆安装在T型槽内， 并且T型标定杆的端部延伸到连接法兰的外部， 所述 定位盘安装在连接法兰远离机器人端部的一侧表面， 定位盘将T型标定杆固定在T型槽内， 所述偏差检测装置安装在T型标定杆上， 所述计算机设备与立体视觉相 机及机器人建立以 太网连接 。 2.根据权利要求1所述的阀体铸件浇冒口切割定位装置， 其特征在于： 所述连接法兰与 机器人端部连接的一侧表面上设置有连接凸台， 所述机器人 的端部设置有定位止口， 所述 连接凸台能够插 入到定位止口内， 并且连接凸台与定位止口固定连接 。 3.根据权利要求2所述的阀体铸件浇冒口切割定位装置， 其特征在于： 所述偏差检测装 置包括滑动杆、 固定组件、 十字激光器， 所述固定组件安装在T 型标定杆上， 所述滑动杆安装 在固定组件上， 并且滑动杆能够沿固定组件的纵向方向上下移动， 所述十字激光器安装在 滑动杆的下端。 4.根据权利要求3所述的阀体铸件浇冒口切割定位装置， 其特征在于： 所述固定组件包 括固定块、 压板， 所述固定块安装在T型标定杆上， 固定块的一侧表面上开设有用于滑动杆 滑行移动的滑槽， 所述压板固定在固定块设置滑槽的一侧表面上， 将滑动杆夹持在固定块 上的滑槽内， 所述固定块远离压板的一侧表面上设置有连接板， 所述连接板与T 型标定杆固 定连接。 5.一种阀体铸件浇冒口切割定位方法， 该方法利用权利要求1至4任意一项所述的阀体 铸件浇冒口切割定位装置进行定位， 其特 征在于： 包括如下步骤， S1、 对切割定位装置进行组装； S2、 立体视 觉相机坐标系{C}的建立； S3、 建立机器人坐标系{R}与立体视 觉相机坐标系{C}的变换关系； S4、 建立阀体坐标系{V}与立体视 觉相机坐标系{C}的变换关系； S5、 建立定位盘坐标系{P}与机器人坐标系{R}的变换关系； S6、 建立机器人坐标系{R}与阀体坐标系{V}的变换关系； S7、 机器人运动参数的计算； S8、 将阀体铸件固定在定位盘上， 按照计算得出的机器人运动参数， 利用切割设备对阀 体铸件的浇冒口进行切割。 6.根据权利要求5所述的阀体铸件浇冒口切割定位方法， 其特征在于： 阀体坐标系{V} 与立体视 觉相机坐标系{C}的变换关系， 采用如下 方式， 建立阀体坐标系{V}， 在阀体铸件上根据设计基准铸造3个圆形凸台， 在圆形凸台上分 别对应的放置反光标记球A、 B、 C， 其中， A、 B两点连线的中点记为OV， 取OV为坐标原点， 向量 作为x轴， A、 B、 C三点构成的平面的法向量作为z轴， y轴根据右手法则确定,保证直线COV ⊥AB， 立体视 觉相机拍摄获得3个反光标记球在立体视 觉相机坐标中的坐标， 分别记为：权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114800577 A 2阀体坐标系{V}可以看作是与立体视觉相机坐标系{C}重合的坐标系经过旋转及平移 后得到的， 旋转代表姿态的变化， 可用3 ×3旋转矩阵表示， 记为 平移代表了原点的变 化， 用3×1的向量表示， 即阀体坐标系{V}的原点OV在立体视觉相机坐标系{C}中的坐标， 记 为COV,则有： 阀体坐标系{V}的x轴上的单位向量在立体视 觉相机坐标系{C} 中用 表示， 则有： 在立体视觉相机坐标系{C }中， 连接CA和CB构建向量 和 则阀体坐标系{V}的z轴 在立体视觉相 机坐标系{C}中对应的向量为这两个向量的叉积， 用 表示阀体坐标系{V} 的z轴在立体视 觉相机坐标系{C} 中的单位向量， 则有： 阀体坐标系{V}的y轴的单位向量在立体视觉相机坐标系{C }中用 表示， 则其为阀体 坐标系{V}的x轴与z轴在立体视 觉相机坐标系{C} 中的单位向量的叉积， 即： 在立体视 觉相机坐标系{C} 中， 相机坐标系x、 y、 z轴的单位向量可以表示 为： 则旋转矩阵 中的元素可以表示阀体坐标系{V}各坐标轴在立体视觉相机坐标系{C} 中的单位向量 与立体视觉相机坐标系x、 y、 z轴的单位向量eCx、 eCy、 eCz相互之 间的点积， 即： 7.根据权利要求5所述的阀体铸件浇冒口切割定位方法， 其特征在于： 机器人坐标系 {R}与立体视 觉相机坐标系{C}的变换关系， 采用如下 方式，权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 114800577 A 3