一种机器人力控自动打磨技术领域的基于3D打印的机器人力控智能打磨方法及其实施装置，打磨方法包括生成黄金打磨轨迹方法和机器人自动打磨方法，实施装置包括工作站体、上料台、快换抓具库、快换打磨工具库、激光测量系统、机器人、机器人底座、第一砂带机、第二砂带机、浮动打磨工具、抛光机、测试台、机器人控制柜、主控制柜、砂带机控制柜、除尘系统、3D扫描测量台、人机控制单元、供气站。本发明专利技术通过离线编程形成工件的黄金打磨程序，并由纠偏软件自动调整机器人打磨轨迹，不仅解决了以往打磨轨迹示教麻烦、示教时间长的问题，还解决了复杂曲面零件数模的快速生成，及复杂曲面的机器人打磨轨迹调试难的问题。打磨轨迹调试难的问题。打磨轨迹调试难的问题。
【技术实现步骤摘要】
基于3D打印的机器人力控智能打磨方法及其实施装置
[0001]本专利技术涉及的是一种机器人力控自动打磨
的打磨方法及其实施装置，特别是一种带有黄金打磨程序的基于3D打印的机器人力控智能打磨方法及其实施装置。
技术介绍
[0002]在当前的3D打印行业，几乎所有的3D打印产品都要经过打磨抛光这道工序，才能生产出合格的产品。传统的打磨抛光都是由人工手动完成的，打磨质量的一致性比较差，并且随着当前制造业进入工业4.0时代，大量机器人的应用替代了一线的操作工人，人工要做的工作相对越来越简单，而在打磨领域，工作环境比较恶劣，还有就是工作强度大，粉尘、噪音等，严重影响人的身体健康，造成打磨工越来越少，特别是熟练的技术工。然后3D打印产品大都是形状比较复杂，尺寸和表面精度要求比较高，需要技能熟练的工人才能提高产品的良品率，确保产品质量。
[0003]针对打磨工人的严重缺失，目前也有很多行业采用了机器人自动打磨抛光，比如五金件的机器人打磨抛光、汽车行业相关零件的表面轮廓的去毛刺、家具行业的打磨等，已经采用了大量的机器人去完成这些领域产品的打磨。这些领域之所以可以采用机器人打磨，是因为它们的产品外形相对简单、打磨质量要求不是特别高，普通的机器人就可以完成。在3D打印行业，也有机器人自动打磨，但是对于表面去除量比较小，外形比较复杂的产品，特别是发动机叶片、钛合金、铝合金产品这一领域，机器人很难确保打磨质量，因为3D打印件容易变形，产品定位基准面少，产品表面还有多余的打印支撑，造成机器人无法精准抓取、机器人无法精准定位，变形的地方无法打磨到、产品表面无法与打磨工具完全贴合等，这些都严重影响产品的打磨质量。
技术实现思路
[0004]本专利技术针对现有技术的不足，提出一种基于3D打印的机器人力控智能打磨方法及其实施装置，不仅解决了以往打磨轨迹示教麻烦、示教时间长的问题，还解决了复杂曲面零件数模的快速生成，及复杂曲面的机器人打磨轨迹调试难的问题。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案来实现的，本专利技术的智能打磨方法包括生成黄金打磨轨迹方法和机器人自动打磨方法；
[0006]其中，生成黄金打磨轨迹方法包括以下步骤：第一，由3D扫描系统扫描打磨工件形成三维数模，将机器人、打磨工具、机器人抓具、打磨工件的三维数模导入离线编程软件；第二，通过坐标系标定方法标定出打磨工具和打磨工件在机器人末端的坐标系及相对位置关系，在离线编程软件中按这种坐标关系调整他们的空间坐标系位置，设定打磨工艺策略；第三，在离线编程中选择合适的磨削工具、划分打磨区域、设定打磨顺序，调整切入切出打磨位置点等，进行离线仿真打磨轨迹；第四，自动生成机器人打磨黄金轨迹程序文件，并导入到打磨程序中；
[0007]机器人自动打磨方法包括以下步骤：第一，人工上料，机器人抓取打磨工件；第二，
通过激光测量系统对打磨工件在机器人末端的位置坐标系进行测量并通过算法计算出坐标系的偏差；第三，根据偏差值对打磨工件的坐标系进行自动调整，并更新打磨轨迹点的坐标值信息，完成打磨工件坐标系的校准及黄金打磨程序更新，并把更新后的黄金打磨程序发送给机器人；第四，机器人自动打磨；第五，打磨完成，机器人下料，人工换料。
[0008]本专利技术的实施装置包括工作站体、上料台、快换抓具库、快换打磨工具库、激光测量系统、机器人、机器人底座、第一砂带机、第二砂带机、浮动打磨工具、抛光机、测试台、机器人控制柜、主控制柜、砂带机控制柜、除尘系统、3D扫描测量台、人机控制单元、供气站，工作站体由钢平台、围栏、安全门、扫描窗构成，钢平台布置在工作站体的底部，机器人底座布置在工作站体内的中间部位，机器人布置在机器人底座上，机器人侧抓具与机器人末端法兰相连接；第一砂带机、第二砂带机、浮动打磨工具、抛光机均布在工作站体内，并位于机器人四周；上料台位于机器人正侧方，上料台的一端布置在工作站体内，另一端布置在工作站体外；快换夹具库、快换打磨工具库位于上料台左侧，人机控制单元、机器人控制柜、主控制柜位、3D扫描测量台、供气站、砂带机控制柜均布置在工作站体外，激光测量系统布置在工作站体内并靠近第一砂带机，测试台布置在工作站体内并靠近抛光机；除尘系统由除尘器和除尘管路构成，除尘器布置在工作站体外，除尘管道的一端连接在除尘器的集尘口，另一端的吸尘口布置在第一砂带机、第二砂带机的集尘口处。
[0009]进一步地，在本专利技术中，机器人为六轴机器人，所述打磨工具包括砂带机、抛光机、浮动打磨工具。
[0010]更进一步地，在本专利技术中，激光测量系统采用的是激光位移传感器，3D扫描系统由三维扫描仪、扫描仪安装支架构成，所述第一砂带机、第二砂带机均为上下双层浮动砂带机。
[0011]更进一步地，在本专利技术中，上料台包含上料台支架、三个往复输送气缸和三个定位辅助工装。
[0012]更进一步地，在本专利技术中，快换抓具库包括抓具支架、抓具、抓具定位销、抓具在位检测开关、抓具防尘系统，快换打磨工具库包括打磨工具支架、打磨工具、打磨工具定位销、打磨工具在位检测开关、打磨工具防尘系统。
[0013]更进一步地，在本专利技术中，气站包括阀岛、气体三联件、调压阀、压力检测开关、气管及气管接头、气控箱，人机控制单元是一个触摸控制HMI界面。
[0014]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果为：本专利技术是通过感知打磨工件和打磨工件的接触力，自动调整打磨轨迹，使打磨工件的磨削表面的一致性大大提高；另外通过离线编程和3D扫描系统对工件打磨表面的复杂曲面进行机器人轨迹的自动生成，通过打磨测试并对打磨轨迹微调，生成工件的黄金打磨轨迹。机器人拾取工件后，再通过激光测量系统，对打磨工件的抓取位置精度进行二次定位，由纠偏软件自动调整机器人打磨轨迹。通过此种方法和策略，可以根据打磨工件的实际外形快速生成复杂曲面的机器人打磨轨迹，并可以快速对打磨轨迹进行调整，不仅解决了以往打磨轨迹示教麻烦、示教时间长的问题，还解决了复杂曲面零件数模的快速生成，及复杂曲面的机器人打磨轨迹调试难的问题，以及变形零件的轨迹调整困难的问题，以及抓具存在一定误差导致打磨不良的问题。
附图说明
[0015]图1为本专利技术生成黄金打磨轨迹方法流程图；
[0016]图2为本专利技术机器人自动打磨方法流程图；
[0017]图3为本专利技术实施例的整体结构示意图；
[0018]图4为本专利技术实施例的整体结构侧视图；
[0019]图5为本专利技术实施例的整体结构俯视图
[0020]其中：1、上料台，2、快换抓具库，3、快换打磨工具库，4、激光测量系统，5、机器人底座，6、第一砂带机，7、第二砂带机，8、浮动打磨工具，9、抛光机，10、测试台，11、机器人控制柜，12、主控制柜，13、砂带机控制柜，14、除尘系统，15、3D 扫描测量台，16、人机控制单元，17、围栏，18、钢平台，19、供气站。
具体实施方式
[0021]下面结合附图对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例以本专利技术技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于3D打印的机器人力控智能打磨方法，其特征在于，包括生成黄金打磨轨迹方法和机器人自动打磨方法；所述生成黄金打磨轨迹方法包括以下步骤：第一，由3D扫描系统扫描打磨工件形成三维数模，将机器人、打磨工具、机器人抓具、打磨工件的三维数模导入离线编程软件；第二，通过坐标系标定方法标定出打磨工具和打磨工件在机器人末端的坐标系及相对位置关系，在离线编程软件中按这种坐标关系调整他们的空间坐标系位置，设定打磨工艺策略；第三，在离线编程中选择合适的磨削工具、划分打磨区域、设定打磨顺序，调整切入切出打磨位置点等，进行离线仿真打磨轨迹；第四，自动生成机器人打磨黄金轨迹程序文件，并导入到打磨程序中；所述机器人自动打磨方法包括以下步骤：第一，人工上料，机器人抓取打磨工件；第二，通过激光测量系统对打磨工件在机器人末端的位置坐标系进行测量并通过算法计算出坐标系的偏差；第三，根据偏差值对打磨工件的坐标系进行自动调整，并更新打磨轨迹点的坐标值信息，完成打磨工件坐标系的校准及黄金打磨程序更新，并把更新后的黄金打磨程序发送给机器人；第四，机器人自动打磨；第五，打磨完成，机器人下料，人工换料。2.根据权利要求1所述的基于3D打印的机器人力控智能打磨方法，其特征在于所述机器人为六轴机器人，所述打磨工具包括砂带机、抛光机、浮动打磨工具。3.一种实施权利要求1所述基于3D打印的机器人力控智能打磨方法的装置，包括工作站体，工作站体由钢平台、围栏、安全门、扫描窗构成，钢平台布置在工作站体的底部，其特征在于，还包括上料台、快换抓具库、快换打磨工具库、激光测量系统、机器人、机器人底座、第一砂带机、第二砂带机、浮动打磨工具、抛光机、测试台、机器人控制柜、主控制柜、砂带机控制柜、除尘系统、3D扫描测量台、人机控制单...
【专利技术属性】
技术研发人员：张荣杰，邓凯，廖能超，
申请(专利权)人：佳奕筱安上海机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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