一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法技术

本发明专利技术提出了一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法。本发明专利技术涉及工件加工技术领域。本发明专利技术的方案：控制器控制机器人末端沿工件外表面运动获得工件的平面边界；将工件的平面边界转换为平面二维坐标；对平面二维坐标进行路径规划，得到路径轨迹；将路径轨迹转换为三维坐标，并将三维坐标传输至控制器，控制器控制机器人末端对工件进行打磨。本发明专利技术可以减少工人工作强度，打破了生产时间的约束，有效提高生产速度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法
本专利技术涉及工件加工
，具体而言，涉及一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法。
技术介绍
抛光和打磨在模具制作过程中是很重要的一道工序，所以模具的表面抛光质量也要相应提高，特别是镜面和高光高亮表面的模具对模具表面粗糙度要求更高，因而对抛光的要求也更高。目前，工业领域绝大多数抛光打磨工序仍然采取着最原始的手工作业模式，而手工作业面临着工作环境恶劣、危害工人身体健康风险的同时，也无法保证加工的质量、效率和一致性。现有技术中，大量的专用数控设备和传统大型工业机械臂被设计开发并成功应用于各打磨加工领域，但专用机床和传统工业机械臂存在着工艺时间长、成本高，编程范围局限，淘汰较快等不足，仅适用于特定产品的生产加工。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法，其能够减少工人工作强度，打破了生产时间的约束，有效提高生产速度。本专利技术的实施例是这样实现的：本申请实施例提供一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法，包括以下步骤：A：控制器控制机器人末端沿工件外表面运动获得工件的平面边界；B：将工件的平面边界转换为平面二维坐标；C：对平面二维坐标进行路径规划，得到路径轨迹；D：将路径轨迹转换为三维坐标，并将三维坐标传输至控制器，控制器控制机器人末端对工件进行打磨。在本专利技术的一些实施例中，上述步骤A中包括：A1：机器人末端沿工件表面运动一圈，获得并记录路程点，记录路程点的集合；A2：路程点的集合拟合得到工件的平面边界。在本专利技术的一些实施例中，上述步骤A中平面边界包含多个路程点，控制器筛选掉相邻不等距的路程点。在本专利技术的一些实施例中，上述步骤B中平面边界长和宽和实际工件表面实际长度和宽度存在一个比例系数α和β；α＝实际长度/平面边界长度；β＝实际宽度/平面边界宽度；即若区域最小包围盒的长度为ΔX，则区域最小包围盒的实际长度x＝α*ΔX；若区域最小包围盒的宽度ΔY,则区域最小包围盒实际宽度为y＝β*ΔY。在本专利技术的一些实施例中，上述步骤C中设机器人末端直径为D，当打磨区域最小包围盒的左右两个坐标值差的绝对值|xL-xR|和|yL-yR|都大于机器人末端直径D，则机器人末端沿着回型路径打磨，否则从左端到右端或者从顶端到底端。在本专利技术的一些实施例中，上述步骤D中机器人末端向前方向为三维的X正方向，机器人末端向左方向为三维的Y的正方向，机器人末端向上的方向为三维的Z的正方向；机器人末端的初始位置和初始姿态作为设定的三维空间的坐标原点，把这个初始的三维坐标原点记为(Xi,Yi,Zi)，则二维平面坐标转换成三维空间坐标的公式为:Xd＝Xi；Yd＝Yi-x；Zd＝Zi-y。在本专利技术的一些实施例中，上述步骤D中通过阻抗控制机器人末端对工件进行打磨，公式为：其中，Pm＝[xmom]T表示由期望阻抗模型计算得到的顺应位姿；xm和om分别表示机器人末端的位置和姿态；Kh表示对人手力的增益系数；h＝[fτ]T表示操作者对机器人末端施加的六维力向量；f和τ分别表示操作者施加的力和力矩向量；表示辅助输出；分别表示阻抗模型中期望的惯性、阻尼、刚度参数矩阵。在本专利技术的一些实施例中，上述机器人选用优傲机器人公司的UR5机器人，在ROS系统中安装UR5的模型及驱动包，通过TCP/IP通讯。在本专利技术的一些实施例中，上述机器人末端连接有六维力传感器，打磨抛光工具可拆卸连接六维力传感器。在本专利技术的一些实施例中，上述六维力传感器连接有二阶低通滤波器。相对于现有技术，本专利技术的实施例至少具有如下优点或有益效果：一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法，包括以下步骤：A：控制器控制机器人末端沿工件外表面运动获得工件的平面边界；B：将工件的平面边界转换为平面二维坐标；C：对平面二维坐标进行路径规划，得到路径轨迹；D：将路径轨迹转换为三维坐标，并将三维坐标传输至控制器，控制器控制机器人末端对工件进行打磨。上述实施方式中，控制器通过上位机控制机器人末端沿工件外表面运动获得工件的平面边界，平面边界是多个路程点的集合，平面边界长和宽和实际工件表面实际长度和宽度存在一个比例系数α和β；α＝实际长度/平面边界长度；β＝实际宽度/平面边界宽度；即若区域最小包围盒的长度为ΔX，则区域最小包围盒的实际长度x＝α*ΔX；若区域最小包围盒的宽度ΔY,则区域最小包围盒实际宽度为y＝β*ΔY，此方案中可以将平面边界中的路程点转换到二维坐标中，机器人末端直径为D，当打磨区域最小包围盒的左右两个坐标值差的绝对值|xL-xR|和|yL-yR|都大于机器人末端直径D，则机器人末端沿着回型路径打磨，否则从左端到右端或者从顶端到底端，路径轨迹即是打磨轨迹的切向方向，全部的路程点切线方向构成了整个打磨轨迹，再将二维坐标转换为三维坐标，最后把轨迹文件发送到控制器，控制器输入轨迹文件后机器人末端按照轨迹文件里的坐标信息运动。本实施例中，适合不同打磨对象，编程便捷、灵活，能够高效、友好与工人进行交互与协作的智能打磨系统。将工人从恶劣的环境和枯燥机械的打磨、经验判断加工是否完成的局面中解放出的同时，在安全生产的前提下，通过人机协作的模式，将工人的丰富经验和稳定灵活的协作机器人有机结合，形成智能生产的新模式，其利用计算机识别打磨区域和计算打磨轨迹坐标能大大提高了打磨效率和打磨精度，而且有效节约人力资源，操作简单，使用可靠，减少工人工作强度，打破了生产时间的约束，有效提高生产速度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例流程示意图。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。实施例请参考图1所示。本申请实施例提供的一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法，包括以下步骤：A：控制器控制机器人末端沿工件外表面运动获得工件的平面边界；B：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法，其特征在于，包括以下步骤：/nA：控制器控制机器人末端沿工件外表面运动获得工件的平面边界；/nB：将所述工件的所述平面边界转换为平面二维坐标；/nC：对所述平面二维坐标进行路径规划，得到路径轨迹；/nD：将所述路径轨迹转换为三维坐标，并将所述三维坐标传输至所述控制器，所述控制器控制所述机器人末端对所述工件进行打磨。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法，其特征在于，包括以下步骤：
A：控制器控制机器人末端沿工件外表面运动获得工件的平面边界；
B：将所述工件的所述平面边界转换为平面二维坐标；
C：对所述平面二维坐标进行路径规划，得到路径轨迹；
D：将所述路径轨迹转换为三维坐标，并将所述三维坐标传输至所述控制器，所述控制器控制所述机器人末端对所述工件进行打磨。


2.根据权利要求1所述的一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法，其特征在于，所述步骤A中包括：
A1：机器人末端沿工件的表面运动一圈，获得并记录路程点，记录路程点的集合；
A2：路程点的集合拟合得到工件的平面边界。


3.根据权利要求1所述的一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法，其特征在于，所述步骤A中平面边界包含多个路程点，所述控制器筛选掉相邻不等距的路程点。


4.根据权利要求1所述的一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法，其特征在于，所述步骤B中平面边界长和宽和实际工件表面实际长度和宽度存在一个比例系数α和β；α＝实际长度/平面边界长度；β＝实际宽度/平面边界宽度；即若区域最小包围盒的长度为ΔX，则区域最小包围盒的实际长度x＝α*ΔX；若区域最小包围盒的宽度ΔY,则区域最小包围盒实际宽度为y＝β*ΔY。


5.根据权利要求1所述的一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法，其特征在于，所述步骤C中设机器人末端直径为D，当打磨区域最小包围盒的左右两个坐标值差的绝对值|xL-xR|和|yL-yR|都大于机器人末端直径D，则机器人末端沿着回型路径打磨，否则从左端到右端或者...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈恺勋，杨立豪，骆子豪，刘立，
申请(专利权)人：前元运立北京机器人智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11