一种复杂曲面打磨抛光系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种复杂曲面打磨抛光系统及方法，所述系统包括三自由度机械手、视觉检测装置、振动传感器和三自由度工装平台。所述机械手的末端上有安装夹具，可安装油石、抛光轮和砂轮；视觉检测装置包括激光发生装置和双目摄像头，安装在机械手上，检测工件外形轮廓和粗糙度。工作时，将工件安装在三自由度工装平台上；视觉检测装置引导机械手对工件外形轮廓进行扫描，生成三维轮廓数据模型，并分析粗糙度；工作站上可进行抛光或打磨设置；进行打磨时，可通过三种方式进行设置：参考的三维数据模型与实测的工件三维数据模型比对、在实测的三维数据模型上用绘图工具进行修改、直接在实测的三维数据模型设置打磨数据。

System and method for grinding and polishing complex curved surface

The invention relates to a complex surface grinding and polishing system and a method thereof, wherein the system comprises a three degree of freedom manipulator, a visual detection device, a vibration sensor and a three degree of freedom tooling platform. At the end of the manipulator on the fixture can be installed, oilstone, polishing wheel and grinding wheel; the visual detection device comprises a laser generating device and a binocular camera mounted on a manipulator, and the roughness of the workpiece contour detection. When the workpiece is arranged on the three DOF tooling platform; visual inspection guide device manipulator to scan the workpiece contour, 3D contour data model, and analyze the roughness; the workstation can be polished or polished; grinding, can be set by three ways: matching, 3D the data model of 3D data model and the measured reference and modify the data set directly in the 3D data model of grinding with measured drawing tools in the 3D data measured on the model.

【技术实现步骤摘要】
一种复杂曲面打磨抛光系统及方法
本专利技术涉及一种打磨抛光系统，特别涉及一种基于视觉信息的复杂曲面的打磨抛光系统及方法。
技术介绍
在制造业中，经常需要对工件进行打磨和抛光。工件外形简单或规则的情况下，用数控机床或磨床可以完成相应的打磨工作。但是，当工件外形是复杂曲面时，必须要由人工完成，而且对操作工人的熟练程度也有较高要求。应用机器人的柔性，来进行打磨工作，是解决复杂曲面打磨抛光的自动化的一个路径。文献“基于复杂空间曲面加工的机器人磨削系统”(洪云飞等，中国机械工程，2006：150-153)采用激光测距仪对工件表面进行点测量，用六自由度机器人夹持工件在砂带上进行磨削；文献“基于复杂曲面加工的机器人砂带磨削系统的设计及其实验分析”(崔一辉等，中国机械工程，2009，20(10)：1144-1154)采用砂带进行磨削，用机器人夹持工件来进给；专利“一种自由曲面机器人打磨系统”(专利号CN103878666A)采用摄像头辅助工件定位，用六自由度机械手夹持砂轮进行磨削；专利“一种基于视觉信息的工业机器人磨削系统及方法”(专利号CN102120307)采用摄像头辅助机械手进行工件上下料。以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于复杂曲面打磨抛光的系统，其特征在于，系统包括工作站(1)、伺服驱动器(2)、三自由度工业机械手(3)、激光发生装置(4)、摄像头(5)、机械手末端夹具(6)、三自由度工装平台(7)、工装平台底座(8)、振动传感器(9)。工作站(1)、伺服驱动器(2)、机械手(3)、摄像头(5)、工装平台(7)、振动传感器(9)，模块间通过CAN总线进行通信。激光发生装置(4)与摄像头(5)构成视觉检测装置，引导机械手(3)进行加工件轮廓检测和粗糙度检测；工作站(1)获取轮廓检测值和粗糙度检测值，根据用户设置，产生打磨或抛光路径，生成控制信号给伺服驱动器(2)，驱动机械手(3)和工装平台(7)。振动传感...

【技术特征摘要】
1.一种用于复杂曲面打磨抛光的系统，其特征在于，系统包括工作站(1)、伺服驱动器(2)、三自由度工业机械手(3)、激光发生装置(4)、摄像头(5)、机械手末端夹具(6)、三自由度工装平台(7)、工装平台底座(8)、振动传感器(9)。工作站(1)、伺服驱动器(2)、机械手(3)、摄像头(5)、工装平台(7)、振动传感器(9)，模块间通过CAN总线进行通信。激光发生装置(4)与摄像头(5)构成视觉检测装置，引导机械手(3)进行加工件轮廓检测和粗糙度检测；工作站(1)获取轮廓检测值和粗糙度检测值，根据用户设置，产生打磨或抛光路径，生成控制信号给伺服驱动器(2)，驱动机械手(3)和工装平台(7)。振动传感器(9)测量打磨抛光过程中的振动信号，使机械手(3)实时调整与工装平台(7)在工作过程中的相对速度和距离。机械手末端夹具(6)可安装油石、抛光轮进行抛光，也可安装砂轮进行打磨。三自由度工装平台(7)安装在工装平台底座(8)上，可以沿X向、Y向平移和绕Z轴旋转，共3个自由度。2.根据权利要求1所述的用于复杂曲面打磨抛光系统，其特征在于工作站通过CAN总线与外部模块通信，工作站软件功能模块包括工件表面粗糙度检测模块、工件表面轮廓生成模块、视觉及机械手标定模块、视觉检测模块、抛光路径规划、打磨路径规划、运动规划模块。通过CAN总线获取工件表面高度信息及机械手移动坐标信息，工件表面轮廓生成模块产生工件表面数模，工件表面粗糙度模块产生粗糙度值；视觉及机械手标定模块实现摄像头和机械手标定流程；根据用户输入参数，抛光路径规划模块实现抛光路径规划，打磨路径规划模块实现打磨路径规划；运动规划模块实现运动规划。3.根据权利要求1所述的用于复杂曲面打磨抛光系统，其特征在于工件表面轮廓和粗糙度的视觉检测方法，工件安装在工装平台(7)上，机械手(3)与工装平台(7)在XY平面上进行相对位置平移，安装在机械手的激光发生装置(4)投射光线在工件表面，摄像头(5)检测光线在工件表面的变形量，得到工件表面各点的坐标值，通过将坐标值点的平滑分析得到工件表面的轮廓值，并通过对轮廓曲线拟合后的残差分析，得到工件表面粗糙度。4.根据权利要求1所述的用于复杂曲面打磨抛光系统，其特征在于用户进行打磨设置的参数化方法，用户在视觉检测到工件表面轮廓数模选定加工区域，系统将该区域进行网络化，将网格点坐标显示在用户界面上，用户对网格点坐标值进行打磨参数设置，系统根据用户的参数设置进行表面曲线平滑。5.根据权利要求1所述的用于复杂曲面打磨抛光系统，其特征在于打磨抛光...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞川，
申请(专利权)人：上海莫亭机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31