一种复杂曲面机器人砂带变进给自适应磨削方法及设备技术

本发明专利技术公开了一种复杂曲面机器人砂带变进给自适应磨削方法，包括：重构待加工曲面的模型；获取每个刀触点数据；根据所述刀触点数据得出每个加工点位的机器人进给速度；生成加工代码并根据所述加工代码进行加工。本发明专利技术还公开了一种应用于上述复杂曲面机器人砂带变进给自适应磨削方法的复杂曲面机器人砂带变进给自适应磨削设备。上述复杂曲面机器人砂带变进给自适应磨削方法不仅能够使机器人接触轮以最佳的姿态与叶片型面进行贴合，还可依据各加工点位的余量值信息分配不同的机器人进给速度，从而可以保证各加工点位余量的精准去除量，从而可以综合提高复杂曲面类零件机器人自适应磨削加工精度与质量。

An adaptive grinding method and equipment with variable feed for complex curved surface robot

【技术实现步骤摘要】
一种复杂曲面机器人砂带变进给自适应磨削方法及设备
本专利技术涉及机械加工
，特别涉及一种复杂曲面机器人砂带变进给自适应磨削方法。本专利技术还涉及一种应用于上述复杂曲面机器人砂带变进给自适应磨削方法的设备。
技术介绍
航空航天领域高性能构件多涉及材料难加工、曲面结构复杂、加工质量要求高等共性特征。以整体叶盘的加工为例，其薄壁复杂表面曲率变化剧烈且加工余量分布不均匀，由于砂带磨削弹性接触的特点，若不进行基于余量分布的轨迹规划，则磨削过后叶片截面形状与磨削前近似平行，无法达到满足加工精度的截面形状。目前，现有的机器人砂带磨削轨迹方法大多没有考虑工件余量分布，同时接触轮姿态的控制主要依据曲面上参数线的切矢；这种情况无法实现整体叶盘加工点位余量的精准去除，且极易在曲率半径较小处产生干涉和过切现象，进而影响该类复杂曲面类零件的加工精度与质量。因此，如何避免由于传统机器人砂带磨削无法实现加工余量的精准去除而导致影响曲面类零件的加工精度和质量，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种复杂曲面机器人砂带变进给自适应磨削方法，该磨削方法可以解决加工余量无法精准去除的技术问题，从而可以提高复杂曲面类零件的磨削加工精度和质量。本专利技术的另一目的是提供一种应用于上述复杂曲面机器人砂带变进给自适应磨削方法的设备。为实现上述目的，本专利技术提供一种复杂曲面机器人砂带变进给自适应磨削方法，包括：重构待加工曲面的模型；获取每个刀触点数据；根据所述刀触点数据得出每个加工点位的机器人进给速度；生成加工代码并根据所述加工代码进行加工。可选地，所述重构待加工曲面的模型的步骤之前，包括：在离线编程软件中标定工具坐标系和工件坐标系；在所述离线编程软件中设定所述工具坐标系相对于机器人末端法兰盘的齐次变换矩阵所述工件坐标系相对于机器人基坐标系的齐次变换矩阵可选地，所述在离线编程软件中标定工具坐标系和工件坐标系的步骤之前，包括：采用专用工装将砂带磨头安装于机器人末端法兰盘并将待加工工件安装于装夹位置；通过所述离线编程软件导入机器人模型并将机器人基坐标系固定于装配体空间零点；通过所述离线编程软件导入砂带磨头模型和工件模型。可选地，所述获取每个刀触点数据的步骤，包括：在所述离线编程软件中设置待加工曲面的加工区域；在所述加工区域设置加工路径数目和每一加工路径的加工点位数；获取刀触点位置坐标、两个主方向和法矢。可选地，所述根据所述刀触点数据得出每个加工点位的机器人进给速度的步骤，包括：通过蓝光扫描设备生成每个加工点位的余量值；根据每个加工点位的余量值得出对应每个加工点位的磨削量；根据材料去除经验模型和每个加工点位的磨削量计算得出每个加工点位对应的机器人进给速度。本专利技术还提供一种复杂曲面机器人砂带变进给自适应磨削设备，应用于上述任一项所述的复杂曲面机器人砂带变进给自适应磨削方法，包括磨削控制系统，所述磨削控制系统设有：用以重构待加工曲面的模型的重构模块；用以获取每个刀触点数据的第一运算模块；用以根据所述刀触点数据得出每个加工点位的机器人进给速度的第二运算模块；用以生成加工代码的生成模块。可选地，还包括：用以安装所述磨削控制系统的机器人本体；安装于所述机器人本体的末端并与所述磨削控制系统相连、用以磨削待加工工件的砂带磨头；设于所述机器人本体的底部、用以支撑所述机器人本体的平台。相对于上述
技术介绍
，本专利技术针对复杂曲面类零件磨削加工的不同要求，设计了一种复杂曲面机器人砂带变进给自适应磨削方法，具体来说，上述复杂曲面机器人砂带变进给自适应磨削方法包括：S1：重构待加工曲面的模型；S2：获取每个刀触点数据；S3：根据刀触点数据得出每个加工点位的机器人进给速度；S4：生成加工代码并根据所述加工代码进行加工。本专利技术还提供一种复杂曲面机器人砂带变进给自适应磨削设备，应用于上述复杂曲面机器人砂带变进给自适应磨削方法，包括磨削控制系统，该磨削控制系统设有重构模块、第一运算模块、第二运算模块和生成模块，其中，重构模块用于重构待加工曲面的模型；第一运算模块用于获取每个刀触点数据；第二运算模块用于根据刀触点数据得出每个加工点位的机器人进给速度；生成模块用于生成加工代码。这样一来，上述复杂曲面机器人砂带变进给自适应磨削方法及设备不仅能够使机器人接触轮以最佳的姿态与叶片型面进行贴合，以避免在曲率半径较小处产生过切现象；还可依据各加工点位的余量值信息，确定其驻留时间，从而可以分配不同的机器人进给速度，与现有技术相比，该磨削方法和设备可以保证各加工点位余量的精准去除量，从而可以综合提高复杂曲面类零件机器人自适应磨削加工精度与质量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例公开的一种复杂曲面机器人砂带变进给自适应磨削方法的流程图；图2为本专利技术实施例公开的一种复杂曲面机器人砂带变进给自适应磨削设备的结构示意图；图3为本专利技术实施例公开的一种复杂曲面机器人砂带变进给自适应磨削方法的总体逻辑图；图4为离线编程软件中刀触点信息示意图；图5为根据余量信息精准磨削示意图；图6为加工路径方向上形成波纹状加工痕迹的示意图；图7为两个相邻路径之间残余高度不同的示意图。其中：1-待加工工件、2-砂带磨头、3-机器人本体、4-平台。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的核心是提供一种复杂曲面机器人砂带变进给自适应磨削方法，该磨削方法可以解决加工余量无法精准去除的技术问题，从而可以提高复杂曲面类零件的磨削加工精度和质量。本专利技术的另一核心是提供一种应用于上述复杂曲面机器人砂带变进给自适应磨削方法的设备。为了使本
的技术人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。需要说明的是，下文所述的“上端、下端、左侧、右侧”等方位词都是基于说明书附图所定义的。请参考图1至图7，图1为本专利技术实施例公开的一种复杂曲面机器人砂带变进给自适应磨削方法的流程图；图2为本专利技术实施例公开的一种复杂曲面机器人砂带变进给自适应磨削设备的结构示意图；图3为本专利技术实施例公开的一种复杂曲面机器人砂带变进给自适应磨削方法的总体逻辑图；图4为离线编程软件中刀触本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复杂曲面机器人砂带变进给自适应磨削方法，其特征在于，包括：/n重构待加工曲面的模型；/n获取每个刀触点数据；/n根据所述刀触点数据得出每个加工点位的机器人进给速度；/n生成加工代码并根据所述加工代码进行加工。/n

【技术特征摘要】
1.一种复杂曲面机器人砂带变进给自适应磨削方法，其特征在于，包括：
重构待加工曲面的模型；
获取每个刀触点数据；
根据所述刀触点数据得出每个加工点位的机器人进给速度；
生成加工代码并根据所述加工代码进行加工。


2.根据权利要求1所述的复杂曲面机器人砂带变进给自适应磨削方法，其特征在于，所述重构待加工曲面的模型的步骤之前，包括：
在离线编程软件中标定工具坐标系和工件坐标系；
在所述离线编程软件中设定所述工具坐标系相对于机器人末端法兰盘的齐次变换矩阵所述工件坐标系相对于机器人基坐标系的齐次变换矩阵


3.根据权利要求2所述的复杂曲面机器人砂带变进给自适应磨削方法，其特征在于，所述在离线编程软件中标定工具坐标系和工件坐标系的步骤之前，包括：
采用专用工装将砂带磨头(2)安装于机器人末端法兰盘并将待加工工件(1)安装于装夹位置；
通过所述离线编程软件导入机器人模型并将机器人基坐标系固定于装配体空间零点；
通过所述离线编程软件导入砂带磨头模型和工件模型。


4.根据权利要求3所述的复杂曲面机器人砂带变进给自适应磨削方法，其特征在于，所述获取每个刀触点数据的步骤，包括：
在所述离线编程软件中设置待加工曲面的加工区域；
在所述加工区域设置加工路径数目和每一加工...

【专利技术属性】
技术研发人员：王梓凌，吕冲，邹莱，黄云，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50