一种精确获得机器人折弯角度的方法技术

本发明专利技术提供了一种精确获得机器人折弯角度的方法，下模的V型槽两侧与上表面圆弧过渡，圆弧半径均为R；建立折弯机上模压下量h、下模V型槽宽W、钣金件折弯目标角度2α三者的关系；获得下模的V型槽宽度W数值；获得折弯机上模压下量h和钣金件折弯目标角度2α两者之间的关系；考虑钣金材料特性下，精确获得机器人折弯角度；在折弯机坐标下计算机器人第六轴末端坐标值，实现准确同步。其优点在于解决折弯机下模V槽边缘对于折弯件易产生磨损和钣金材料特性即外层受到拉应力而拉长，以及通过机器人示教折弯轨迹方式易产生误差影响折弯精度的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种精确获得机器人折弯角度的方法
本专利技术涉及一种自动折弯领域，特别涉及一种精确获得机器人折弯角度的方法。
技术介绍
机器人折弯可以极大减少工人劳动强度，提高生产效率。但在实际应用过程中，很多工业现场通过对机器人示教方式，使机器人沿着设定好的折弯轨迹完成折弯工作。在这一折弯过程中，由于存在示教误差，极易使得折弯精度降低导致钣金工件折弯变形，影响了折弯质量。文献检索查到相关专利：2015年04月01日申请公告号为CN104475504A的专利技术专利《机器人折弯实时跟随方法及其装置》，该专利公开了一种机器人折弯实时跟随方法和装置，通过获得一定预定采样周期内的位移量和移动速度，计算机器人末端的实时位姿值，然后将其转换到机器人世界坐标系下，计算机器人关节角度。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决折弯机下模V槽边缘对于折弯件易产生磨损和钣金材料特性即外层受到拉应力而拉长，以及通过机器人示教折弯轨迹方式易产生误差影响折弯精度的问题，而实现的一种精确获得机器人折弯角度的方法；从而克服现有技术的缺陷，解决上述技术问题。本专利技术提供了一种精确获得机器人折弯角度的方法，下模的V型槽两侧与上表面圆弧过渡，圆弧半径均为R；还包括以下步骤：步骤A、建立折弯机上模压下量h、下模V型槽宽W、钣金件折弯目标角度2α三者的关系；其中，钣金件单侧折弯件角度为α1，α＝90°-α1；获得步骤B、获得下模的V型槽宽度W数值；步骤C、将步骤B获得的V型槽宽度W数值代入到所建立的折弯机上模压下量h、下模V型槽宽W、钣金件折弯目标角度2α三者的关系中，获得折弯机上模压下量h和钣金件折弯目标角度2α两者之间的关系；步骤D、机器人与折弯机的同步实现；折弯机坐标系下折弯开始时的机器人第六轴末端坐标值为Q0(X0,Y0,Z0)；折弯工作过程中，随着上模压入下模V槽深度的增加，可计算出机器人第六轴末端坐标值Q(X,Y,Z)。X＝X0*sinαY＝Y0Z＝Z0+(X0cosα-h)将公式(2)代入上述公式中，获得Q(X,Y,Z)的数值，得到进一步，本专利技术提供了一种精确获得机器人折弯角度的方法，还具有以下特征：步骤B中、通过下模的V型槽的角度和V型槽的深度H，计算获得V型槽宽度W数值。进一步，本专利技术提供了一种精确获得机器人折弯角度的方法，还具有以下特征：设定的钣金折弯目标角度值2α为下模V型槽的顶角2β，当钣金折弯角度值达到2β时，根据上模光栅尺下移位移量换算得到压下量，即为V型槽的深度H；下模V槽宽度W为，其中，V型槽的与水平面夹角为β1，两者的关系为β＝90°-β1。进一步，本专利技术提供了一种精确获得机器人折弯角度的方法，还具有以下特征：步骤D还包括以下步骤，步骤D-1、折弯过程机器人手臂末端位置偏移量计算；步骤D-2、机器人手臂末端位置偏移量精确计算获得折弯角度的机器人第六轴末端坐标值。进一步，本专利技术提供了一种精确获得机器人折弯角度的方法，还具有以下特征：步骤D-1中折弯钣金件外层机器人末端坐标点到折弯中心线的距离为L1，L1＝L2+tanα*(g+T)(7)；其中，T为钣金件的厚度、g为折弯钣金件内层的折弯圆弧半径。根据钣金展开计算公式及弧长计算公式，机器人末端坐标值Q(X,Y,Z)对应的中性层长度，获得，得到其中，K为折弯系数将公式(9)代入公式(7)中，得到进一步，本专利技术提供了一种精确获得机器人折弯角度的方法，还具有以下特征：步骤D-2中，X＝L1*sinα(11)Y＝Y0Z＝Z0+(L1cosα-h-T)(12)将公式(2)和公式(10)代入公式(11)，或将计算获得的折弯钣金件外层机器人末端坐标点到折弯中心线的距离L1、设定或计算获得的α代入公式(11)，计算获得X；Y的位置不变；将公式(2)和公式(10)代入公式(12)，或将计算获得的折弯钣金件外层机器人末端坐标点到折弯中心线的距离L1、设定或计算获得的α代入公式(12)，计算获得Z；最终，获得精确的机器人第六轴末端Q(X,Y,Z)坐标。进一步，本专利技术提供了一种精确获得机器人折弯角度的方法，还具有以下特征：圆弧过渡通过在V型槽两侧分别设置左侧辅助过渡轮和右侧辅助过渡轮实现；左侧辅助过渡轮、右侧辅助过渡轮都与下模的上表面相切；且分别与V型槽左右两侧的斜边相切。进一步，本专利技术提供了一种精确获得机器人折弯角度的方法，还具有以下特征：左侧辅助过渡轮和右侧辅助过渡轮均可绕各自的圆心自由旋转。本专利技术提供了一种精确获得机器人折弯角度的方法，通过辅助过渡轮解决了折弯机下模V槽边缘对于折弯钣金表面质量的影响，进而提出适应于本装置或相近下模结构的精确获得机器人折弯角度的方法。附图说明图1为下模组件的结构图。图2a-图2b为钣金折弯过程上模压下量与折弯角度关系。图3为钣金折弯过程与机器人同步关系图。图4为折弯过程中钣金外层延伸图。具体实施方式：下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步详细描述。一种精确获得机器人折弯角度的系统，结构部分包括折弯机和机器人5。折弯机包括：上模组件和下模组件。如图1所示，本实施例中，下模组件包括：下模1、左侧辅助过渡轮2和右侧辅助过渡轮3。下模1具有V型槽。左侧辅助过渡轮2和右侧辅助过渡轮3的半径相同为R。左侧辅助过渡轮2、右侧辅助过渡轮3都与下模1的上表面相切；且分别与下模1左右两侧的斜边相切。左侧辅助过渡轮2和右侧辅助过渡轮3均可绕各自的圆心自由旋转，不采用任何方式的驱动。在钣金件折弯时，机器人5夹持钣金件，将钣金件放置在下模1上，电机带动滑块将上模组件的刀刃压入下模组件的V型槽内一定深度将折弯钣金压到折弯目标角度。机器人5夹持着钣金件随之移动相应的位置。在此过程中，钣金件向V型槽内移动，带动左侧辅助过渡轮2顺时针旋转，带动右侧辅助过渡轮3逆时针旋转。折弯过程中钣金与折弯辅助过渡轮一直存在相切的关系。因辅助过渡轮为滚动式，可有效解决折弯中钣金与其接触部分出现的褶皱和磨伤问题。当然，这里的左侧辅助过渡轮2、右侧辅助过渡轮3可以采取固定式，不旋转的方式，即V型槽上表面与斜边之间进行圆弧倒角。这样也能减少一部分的褶皱和磨伤，但没有跟随旋转的方式效果好。如图2a和图2b所示，本实施例中，钣金件折弯目标角度为2α，所谓折弯目标角度是指钣金件折弯后的最终状态的角度。钣金件折弯角度为2α1，即折弯前后的变化角度。钣金件单侧折弯角度为α1。两者的关系为α＝90°-α1。下模1的V型槽的顶角为2β，V型槽与水平面角度为β1，两者的关系为β＝90°-β1。钣金件的折弯目标角度并不需要与下模1的V型槽的顶角一致。一种精确获得机器人折弯角度的方法包括以下几个步骤：步骤A、建立折弯机上模压下量h、下模V型槽宽W、钣金件折弯目标角度2α三者的关系。如图2所示，可以看出钣金折弯过程中，V槽水平部分与左侧辅助过渡轮2(或者左侧圆弧形式)的相切点A1位置始终不变，V槽水平部分与右侧辅助过渡轮3(或者右侧圆弧形式)的相切点A2位置也始终不变，半径均为R。设折弯机下模V槽的A1-A2宽度为W。钣金件折弯目标角度为2α，折弯过程中钣金与折弯机下模V槽边缘圆弧一直存在相切的关系。计算出，折弯机坐标系下折弯角度与上模压下位置关系。在折弯过程中W保持不变，可由上模在V槽压下空走获得。根据图2的结构可知：得到其中得到得到得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种精确获得机器人折弯角度的方法，其特征在于：下模的V型槽两侧与上表面圆弧过渡，圆弧半径均为R；还包括以下步骤，步骤A、建立折弯机上模压下量h、下模V型槽宽W、钣金件折弯目标角度2α三者的关系；

【技术特征摘要】
1.一种精确获得机器人折弯角度的方法，其特征在于：下模的V型槽两侧与上表面圆弧过渡，圆弧半径均为R；还包括以下步骤，步骤A、建立折弯机上模压下量h、下模V型槽宽W、钣金件折弯目标角度2α三者的关系；其中，钣金件单侧折弯角度为α1，α＝90°-α1；获得步骤B、获得下模的V型槽宽度W数值；步骤C、将步骤B获得的V型槽宽度W数值代入到所建立的折弯机上模压下量h、下模V型槽宽W、钣金件折弯目标角度2α三者的关系中，获得折弯机上模压下量h和钣金件折弯目标角度2α两者之间的关系；步骤D、机器人与折弯机的同步实现；折弯机坐标系下折弯开始时的机器人第六轴末端坐标值为Q0(X0,Y0,Z0)；折弯工作过程中，随着上模压入下模V槽深度的增加，可计算出机器人第六轴末端坐标值Q(X,Y,Z)。X＝X0*sinαY＝Y0Z＝Z0+(X0cosα-h)将公式(2)代入上述公式中，获得Q(X,Y,Z)的数值，得到2.如权利要求1所述的精确获得机器人折弯角度的方法，其特征在于：步骤B中、通过下模的V型槽的角度和V型槽的深度H，计算获得V型槽宽度W数值。3.如权利要求2所述的精确获得机器人折弯角度的方法，其特征在于：设定的钣金折弯目标角度值2α为下模V型槽的顶角2β，当钣金折弯角度值达到2β时，根据上模光栅尺下移位移量换算得到压下量，即为V型槽的深度H；下模V槽宽度W为，其中，V型槽与水平面角度为β1，两者的关系为β＝90°-β1。4.如权利要求1所述的精确获得机器人折弯角度的方法，其特征在于：步骤D还包括以下步骤，步骤D-1、折弯过程机器人手臂末端位置偏移...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵云涛，曹念，李维刚，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42