一种基于抛光盘的弧面抛光控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于抛光盘的弧面抛光控制方法，该方法通过工业机械臂来对具有待加工弧面区域的结构部件进行弧面部分的抛光作业；其先利用三维扫描技术对待加工弧面区域进行建模、缺陷修复并记录缺陷点，然后利用蜂窝孔组成的蜂窝状网格进行区域划分，再利用该被划分的区域利用带抛光盘的机械臂进行定位和路径设置，其路径设置时，在蜂窝孔内遵循先中心再以顺时针或者逆时针方式顺次加工外缘角点，在整个蜂窝状网格上遵循先中心再以渐开螺旋线方式先加工中心点蜂窝孔再顺次加工外缘蜂窝孔；然后再进行缺陷点位置的补充抛光加工。本发明专利技术的方法能利用机械臂进行弧面的高精度表面抛光，其性能稳定，且能实现实时生效的智能化自动化作业。智能化自动化作业。智能化自动化作业。

【技术实现步骤摘要】
一种基于抛光盘的弧面抛光控制方法


[0001]本专利技术涉及机械加工领域中表面加工技术，具体涉及一种基于抛光盘的弧面抛光控制方法。
[0002]
技术介绍

[0003]在机械加工领域中，结构部件被加工出来后，不管是采用锻压、冲压、铸造还是其他方式加工出来的，其表面通常都有一定的粗糙度，在实际使用过程中，考虑到使用性能，通常需要对结构部件进行表面加工处理，区别于传统面加工处理工艺中的打磨，抛光工艺主要是为了提高结构部件表面的光滑度使其具有更佳优异的外观和/或使用性能性能。
[0004]传统的抛光处理工艺一般都是人工采用抛光器械对回转体表面进行抛光，但是这种抛光方式存在人工成本高、劳动强度大、抛光时间长、效率低、生产质量不稳定性等问题，基于上述原因，也有利用抛光设备来对结构部件进行抛光作业的，现有抛光设备常见的是抛光盘，这种抛光盘通过盘面结构通过设置软性绒面结构作为抛光面，配合盘体的高转速来实现抛光作业，其抛光效率高，效果好，但是这种抛光盘仅通过抛光盘与结构部件的相对直线运动来实现面抛光作业，自由度低，因而通常只用于平面抛光。
[0005]而在现代工艺条件下，随着生产、生活需求的变化以及设计观念的更新，越来越多的设备开始使用弧面结构部件进行结构组合，这种弧面结构部件上需要打磨抛光的部分中包括不适合于抛光盘的作业的弧面，依然需要进行人工手持打磨，但如上所述，这种人工操作方式效率太低，且存在不适合于在体积尺寸较大的结构部件的局限性；而考虑到模拟人工动作的工业机械臂对人工作业具有较佳的替代性，因而，在现有技术中，可以在现代化生产线上考虑利用机械臂对人工进行替代，现有技术中也有少量六轴机械臂在抛光工艺中的应用，其可以满足高精度的抛光加工需求，但是其采用的抛光结构多是采用笔状或者棒状的打磨头，这种打磨头结构尺寸较小，且打磨头顶部的加工部分多为柱形或者蘑菇形，其加工形式接近于点加工，其单次加工面积有限，虽然可通过写入软件方式自动化运行，但是其加工效率依然较低，且这一类抛光头在利用机械臂进行加工时，由于单次加工面积有限，因而在通过模拟路径进行运行时，其弧面行进轨迹通常较为复杂，抛光头在抛光加工的过程中也容易在路径的交接位置表面出现细微的条纹状打磨痕迹，从而影响抛光效果和质量。
[0006]基于上述原因，需要设计出一种合理的机械臂控制方法来进行弧面上抛光过程的路径优化，将能有效提高在带弧面的结构部件、尤其是具有较大尺寸的带弧面的结构部件的抛光作业效率和抛光效果，并使其具有实际的工业化应用前景。
[0007]
技术实现思路

[0008]本专利技术所解决的技术问题在于提供一种基于抛光盘的弧面抛光控制方法，可利用标准化的工业机械臂对具有待加工弧面区域的结构部件进行弧面部分的抛光作业，其自动
化程度高，并能在抛光过程中通过算法进行机械臂上的自动矫正，以实现高精度的弧面抛光作业。
[0009]本专利技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种基于抛光盘的弧面抛光控制方法，用于通过工业机械臂来对具有待加工弧面区域的结构部件进行弧面部分的抛光作业；该弧面抛光控制方法基于智能硬件，其硬件部分包括能对待加工结构部件进行定位并夹持固定的固定件，以及设置于固定件侧旁、用于对结构部件进行抛光作业的工业机械臂；所述工业机械臂为可编程机械臂，通过工控端设备驱动控制，所述工业机械臂具有六轴以上自由度，且在工业机械臂的臂头上装配有抛光盘作为加工元件；方法具体包括以下操作步骤：S1、对待加工结构部件利用3D扫描设备进行三维扫描，取其中的待加工弧面区域进行表面轮廓数据建模，将建模数据与设计数据进行对比，并通过对比来对加工缺陷处进行表面修复，表面修复后得到接近于设计数据的建模数据以及表面修复完成的结构部件；通过设备记录建模数据与设计数据的缺陷点位置；S2、在设计数据的基础上对经过步骤S1处理的结构部件进行待加工弧面区域的进行划分处理，划分处理时在其待加工弧面区域虚拟出若干尺寸一致的正六边形蜂窝孔，所述蜂窝孔共同组成能对待加工弧面区域进行表面覆盖的蜂窝状网格；通过设备记录单个蜂窝孔的边长；S3、选取可用抛光盘，所述可用抛光盘的抛光面中心位置成型有内凹的弧形部，所述弧形部对应的弧面为球面，所述球面具有大于待加工结构部件上对应待加工弧面区域的最小弧度，以使得抛光盘能在抛光加工时对待加工弧面区域的任何位置进行外包并保持中心点贴合；控制所述内凹弧形部的正投影半径为单个所述蜂窝孔边长的2/3~1倍；S4、将通过步骤S3选取的抛光盘在工业机械臂的臂头上进行固定装配，并在校正后直接在待加工弧面区域进行抛光作业，进行抛光作业时遵循以下条件进行：
①
所述工业机械臂以抛光盘上弧形部的弧面中心点作为定位点；
②
在虚拟出的蜂窝状网格中找出待加工弧面区域中心点对应的蜂窝孔，以该蜂窝孔的中心点作为基准点，将定位点定位到基准点后开始进行抛光作业，抛光作业的进给路径遵循：在单一蜂窝孔上：先在蜂窝孔的中心点位置进行抛光打磨作业，然后移动定位点到蜂窝孔的六边形轮廓上的第一角点位置，以顺时针或者逆时针方式顺次加工完蜂窝孔对应六边形轮廓上的剩余五个角点，即完成单个蜂窝孔上的抛光加工；在整个蜂窝状网格上：单个蜂窝孔上的抛光加工完成后在定位点上以渐开螺旋线方式顺次加工基准点对应蜂窝孔外侧的其他蜂窝孔，直至加工完整个待加工弧面区域后即完成一个加工循环；循环进行S4的加工循环，直至待加工弧面区域上除缺陷点位置外的其他位置的满足表面光洁度需求；
③
抛光盘在蜂窝孔中心点的抛光处理时长为蜂窝孔六边形轮廓对应角点抛光处理时长的2~4倍；S5、在缺陷点位置以缺陷点为中心点虚拟出以步骤S2中相同的蜂窝孔，并在该蜂窝孔的外缘虚拟出修复蜂窝状网格对缺陷区域进行覆盖，按照步骤S4的方式对修复蜂窝状
网格进行抛光加工，直至缺陷点位置满足表面光洁度需求，即完成弧面加工流程。
[0010]作为进一步限定，所述工业机械臂的臂头设置有稳定架，并通过所述稳定架装配抛光盘来作为加工元件。
[0011]作为进一步限定，在利用固定件对待加工的结构部件进行定位和夹持固定后，所述结构部件上对应的所述基准点为结构部件上最靠近工业机械臂侧的位置点。
[0012]作为进一步限定，所述步骤S1中对待加工结构部件进行加工缺陷处的表面修复时，其修复方式为钣金和打磨。
[0013]作为进一步限定，所述步骤S4中对应整个蜂窝状网格的加工步骤中，所述渐开螺旋线为与单一蜂窝孔上加工机械臂顺次加工完蜂窝孔不同角点时选择的旋向相反。
[0014]作为进一步限定，所述步骤S2中对待加工弧面区域的进行划分处理时，对于待加工弧面区域外缘不满一个完整蜂窝孔的边缘区域的抛光作业方式为：虚拟出一个完整的蜂窝孔对该区域进行覆盖，并在区域内对该蜂窝孔的中心点以及六个角点位置中与该区域的重合部分进行抛光加工作业。
[0015]作为进一步限定，所述工业机械臂的以工业PC或者 PLC或者DCS作为工控端设备，且所述工控端设备具有可读数据接口，通过可读数据接口直接通过可读存储介质读取可运行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于抛光盘的弧面抛光控制方法，用于通过工业机械臂来对具有待加工弧面区域的结构部件进行弧面部分的抛光作业；其特征在于，所述弧面抛光控制方法基于智能硬件；其硬件部分包括能对待加工结构部件进行定位并夹持固定的固定件，以及设置于固定件侧旁、用于对结构部件进行抛光作业的工业机械臂；所述工业机械臂为可编程机械臂，通过工控端设备驱动控制，所述工业机械臂具有六轴以上自由度，且在工业机械臂的臂头上装配有抛光盘作为加工元件；所述弧面抛光控制方法具体包括以下操作步骤：S1、对待加工结构部件利用3D扫描设备进行三维扫描，取其中的待加工弧面区域进行表面轮廓数据建模，将建模数据与设计数据进行对比，并通过对比来对加工缺陷处进行表面修复，表面修复后得到接近于设计数据的建模数据以及表面修复完成的结构部件；通过设备记录建模数据与设计数据的缺陷点位置；S2、在设计数据的基础上对经过步骤S1处理的结构部件进行待加工弧面区域的进行划分处理，划分处理时在其待加工弧面区域虚拟出若干尺寸一致的正六边形蜂窝孔，所述蜂窝孔共同组成能对待加工弧面区域进行表面覆盖的蜂窝状网格；通过设备记录单个蜂窝孔的边长；S3、选取可用抛光盘，所述可用抛光盘的抛光面中心位置成型有内凹的弧形部，所述弧形部对应的弧面为球面，所述球面具有大于待加工结构部件上对应待加工弧面区域的最小弧度，以使得抛光盘能在抛光加工时对待加工弧面区域的任何位置进行外包并保持中心点贴合；控制所述内凹弧形部的正投影半径为单个所述蜂窝孔边长的2/3~1倍；S4、将通过步骤S3选取的抛光盘在工业机械臂的臂头上进行固定装配，并在校正后直接在待加工弧面区域进行抛光作业，进行抛光作业时遵循以下条件进行：
①
所述工业机械臂以抛光盘上弧形部的弧面中心点作为定位点；
②
在虚拟出的蜂窝状网格中找出待加工弧面区域中心点对应的蜂窝孔，以该蜂窝孔的中心点作为基准点，将定位点定位到基准点后开始进行抛光作业，抛光作业的进给路径遵循：在单一蜂窝孔上：先在蜂窝孔的中心点位置进行抛光打磨作业，然后移动定位点到蜂窝孔的六边形轮廓上的第一角点位置，以顺时针或者逆时针方式顺次加工完蜂窝孔对应六边形轮廓上的剩余五个角点，即完成单个蜂窝孔上的抛光加工；在整个蜂窝状网格上：单个蜂窝孔上的抛光加工完成后在定位点上以渐开螺旋线方式顺次加工基准点对应蜂窝孔外侧的其他蜂窝孔，直至加工完整个待加工弧面区域后即完成一个加工循环；循环进行S4的加工循环，直至待加工弧面区域上除缺陷点位置外的其他位置的满足表面光洁度需求；
③
抛光盘在蜂窝孔中心点的抛...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱科军，付谋楚，陈志刚，龙朝辉，张高峰，罗斌，
申请(专利权)人：邵阳学院，
类型：发明
国别省市：