Radian激光跟踪仪在建筑行业搭建机器人末端引导与调试校准领域的应用

美国自动精密工程公司北京代表处 2021-05-31

使用建筑机器人进行搭建，不仅可以更稳妥地保障工程质量，还可以大幅提升整个搭建工程的作业效率。APIRadian激光跟踪仪与STS六维智能传感器配合工作，为建筑行业搭建机器人末端引导与调试校准提供了高效、快捷的测量解决方案。

图为：某型号搭建机器人房屋搭建作业中

关于领域

伴随着建筑科学的不断进步以及行业的蓬勃发展，人们对于建筑的高质量和作业的高效率开始有了更高的追求；于是，应用于建筑行业的搭建机器人随之诞生。使用建筑机器人进行搭建，不仅可以更稳妥地保障工程质量，还可以大幅提升整个搭建工程的作业效率。搭建时，操作者只需将设计好的模型图纸传输进系统，机器人即可按照图纸的规划，自动进行水泥砂浆的涂抹以及方砖的搭砌；并可24小时连续不间断施工。由此，大幅提升搭建效率的同时，也最大程度地避免了由于人员疲劳、人为操作失误等因素造成的工程质量问题。

图为：某型号搭建机器人伸缩臂及末端执行机构

面对的问题

为了保障运转的准确与高效，搭建机器人在作业时或日常维护调试中需要格外注重两方面的问题：

1、室外搭建作业时，受风力或其它外力因素的影响，机器人的伸缩臂存在摇动的问题，从而导致其末端执行机构无法准确定位，造成施工错误；

2、搭建机器人的末端执行机构功能复杂，需要同时执行自动涂浆、切砖、传输、以及搭砌等工作，这就需要将其相关关键部件之间的配合误差控制在极小的范围内，从而保障整个工作流程的顺利完成；由此，在搭建机器人装配、以及定期维护检测时，要对其关键部件进行精细的调试与校准，以确保在搭建作业时达到预期效果。

API解决方案

使用API品牌的Radian激光跟踪仪，即可完美解决上述两方面的问题。

Radian激光跟踪仪可以在超过160米的范围内实施静、动态3、6D的精密测量作业，加持以超高的测量精度（微米级，μm），可谓是大尺寸精密测量的完美解决方案。

针对建筑机器人领域的解决方案如下：

1.关于末端定位问题的解决方案

可使用Radian激光跟踪仪配合STS六维智能传感器，对搭建机器人的末端进行实时的6自由度（6DoF）定位引导，形成闭环控制，从而保证机器人预定动作以及作业效果的实现。

测量时，只需将Radian激光跟踪仪架设在建筑机器人周边，并将STS六维智能传感器装卡在机器人末端；Radian激光跟踪仪通过射出的激光实时不间断追踪STS传感器，并高速采集位置数据，同时传输至分析软件进行实时数据与名义数据的比对，并将偏差值发送至机器人的控制系统进行补偿调整，就此实现机器人末端的实时定位引导（见下图示意）。

图为：Radian激光跟踪仪配合STS六维智能传感器进行机器人6自由度检测作业示意

2.机器人末端执行机构关键部件装配、维护、检测的解决方案

针对搭建机器人末端执行机构关键部件的装配与检测，可使用Radian激光跟踪仪配合SMR（跟踪仪靶球）来实现。

测量时，将Radian激光跟踪仪架设在末端机构周边，操作者手持靶球碰触待测部件的待测部位（如下图），Radian激光跟踪仪实时跟踪靶球并采集靶球设定目标位置的几何量数据，通过若干关键点数据的采集，可于软件中构建相关的线、面、体等的数据，将实际测量值与名义值相比对，即可得到偏差量，从而为部件的调整提供有力的数据支撑保障。