一种基于激光测距传感器的滚道软带打磨机器人对刀方法技术

本发明专利技术提供了一种基于激光测距传感器的滚道软带打磨机器人对刀方法，包括如下步骤：在机器人加工刀具的侧面加装激光测距传感器，通过机器人的垂直移动使用激光测距传感器扫描，获得大型轴承滚道软带与激光测距传感器的距离参数；基于机器人的刀具坐标系和激光测距传感器的测量数据，可以定位工件的打磨区域及得到大型轴承的滚道软带形状，利用最小二乘法拟合滚道软带，求得滚道软带所在圆的半径及圆心，利用极小惯量算法求得滚道软带轮廓的对称轴；本发明专利技术使机器人所建立的刀具坐标系中的Z轴，与求得的滚道软带轮廓的对称轴线重合，实现机器人打磨滚道软带的对刀，解决了机器人打磨滚道软带手动对刀效率低及人为判断对刀精确度低的技术问题。确度低的技术问题。确度低的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光测距传感器的滚道软带打磨机器人对刀方法


[0001]本专利技术涉及数字化测量
，具体地说是一种基于激光测距传感器的滚道软带打磨机器人对刀方法。

技术介绍

[0002]机器人集多功能、多自由度、柔性化、可重复编程等先进制造技术于一体，是电气工程、机械工程和计算机科学等多个学科融合的产品，它通过对操作过程进行设计、控制和优化，实现提高工作效率、保证产品质量、降低公司成本的减小环境污染等目的，是工业自动化的重要体现。
[0003]近些年来，磨削加工在航天航空、船舶、化工、冶金、交通运输机械和各种机械加工行业的应用范围越来越广泛。但是，随着制造业的高速发展，客户对产品外观质量的要求业越来越高，磨削加工的精度要求也相应的更加严格。现如今，大型风电轴承按目前的工艺方法，风电转盘轴承沟道中频感应淬火工艺不可避免地会出现淬火软带，为避免轴承滚子在软带处承受载荷而引起结构性失效，需要对软带进行打磨。国内对于大型轴承的滚道软带打磨多采用人力手工打磨与机床磨削，难以实现自动化打磨。人力手工打磨效率低下，废品率高，打磨抛光质量一致性难以保证，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于激光测距传感器的滚道软带打磨机器人对刀装置，其特征在于，包括激光测距传感器(2)装夹在电主轴(3)的侧边，建立所述激光测距传感器(2)的坐标系，其激光测距传感器的光线与建立的刀具坐标系中的Y轴在同一平面内；所述电主轴(3)装夹的打磨刀具(4)为仿形轴承(5)滚道形状的电镀CBN刀具，在使用所述激光测距传感器(2)测量所述轴承(5)滚道软带形状时，可以使机器人(1)在其世界坐标系中沿Z轴垂直向下扫描滚道；为标识滚道软带的打磨区域，可以在打磨位置放置磁块，在所述激光测距传感器(2)扫过时，因为测量距离的改变的，所述激光测距传感器(2)会触发I/O信号，所述机器人(1)因此确定打磨滚道软带的区域。2.一种基于激光测距传感器的滚道软带打磨机器人对刀方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：建立机器人打磨刀具和激光测距传感器的工具坐标系，调整工业机器人的位置与姿态，使得激光测距传感器垂直向下测量滚道数据，并且对轴承滚道进行定位；步骤2：利用最小二乘法处理测量的滚道数据，得到轴承滚道轮廓，拟合得到轴承滚道所在圆，通过最小误差的平方和得到一组数据的最佳函数匹配，求得所在圆的半径及圆心，选取合适的仿形刀具；步骤3：在用激光测距传感器测量的滚道轮廓中，选用最优的滚道轮廓曲线，利用极小惯量算法原理，得到轴承滚道软带的对称轴；步骤4：调整机器人的位置与姿态，通过激光测距传感器对轴承滚道软带的定位且使得机器人刀具坐标系的Z轴与利用极小惯量算法的求得滚道软带轮廓的对称轴线重合，使刀具与滚道软带贴合，实现打磨滚道软带的对刀步骤；3.根据权利要求2所述的一种基于激光测距传感器的滚道软带打磨机器人对刀方法，其特征在于，所述步骤2时具体包括以下内容：利用最小二乘法拟合轴承滚道所在圆的计算公式如下：圆的方程为：R2＝(x
‑
A)2+(y
‑
B)2其中圆心坐标为(A,B)，半径为R；对圆的方程进行变换，得到另一个形式，R2＝x2‑
2Ax+A2+y2‑
2By+B2令a＝
‑
2A，b＝
‑
2B，c＝A2+B2‑
R2，得到圆的方程的简化方程，x2+y2+ax+by+c＝0求得方程中未知参数中的a，b，c，即可解得圆心坐标及半径；设对轴承滚道的点样本集为(X
i
,Y
i
)，点的个数为N，样本集中的各点到圆心距离d
i
的平方与半径的平方的差δ
i
为，δ
i
＝d
i
‑
R2＝(X
i
‑
A)2+(Y
i
‑
B)2‑
R2＝X
i2
+Y
i2
+aX
i
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩，胡孟成，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：