【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工业自动化领域，具体地，涉及舱体涂层型面机器人磨抛加工方法及系统。
技术介绍
1、涂层打磨在航空航天、汽车、船舶、轨道交通、风电等行业普遍存在，受限于产品尺寸大，涂层壁厚尺寸精度要求高，喷涂工艺不成熟等原因，涂层打磨作业仍然高度依赖人工，作业过程存在职业病危害。航天领域舱体零件属于圆柱形薄壁筒状结构件，外形曲率变化大，涂层壁厚不均匀，人工打磨精度差，劳动强度高，生产效率低，职业病危害大，已成为产能瓶颈工序。随着机器人应用技术的不断发展，采用机器人磨抛替代传统人工作业模式已成为大势所趋。因此，急需提出一种针对舱体涂层的高精度、高效率、高安全性自动化机器人磨抛加工方法。
2、专利文献cn109623656a(申请号：201811340568.2)公开了一种基于厚度在线检测的移动式双机器人协同打磨方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1)，系统空间位置标定，利用激光跟踪仪进行手眼标定，计算出视觉测量系统坐标系与机器人坐标系的转换关系；通过与工装上标志点的标定，确定工件坐标系与全局坐标系的转换关系，将其转换到统一坐标系下；步骤2)，自由移动小车定位，通过上位机发送机器人打磨加工工位，小车识别地面标识标志，待小车定位稳定后，撑起四个支撑腿保证定位精度；步骤3)，工件三维数据采集，利用双目视觉识别带标志点的夹持装置，确定代加工件内外侧测量数据的转换关系，根据标准外表面数据，使用曲面插值的方式求出其等距曲面，确定理论的磨削表面，将内侧表面形貌数据与理论形貌数据进行对比，确定加工余量；步骤4)，机器人离线编程，根据工件的内
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种舱体涂层型面机器人磨抛加工方法及系统。
2、根据本专利技术提供的一种舱体涂层型面机器人磨抛加工方法，包括：
3、步骤s1：舱体涂层型面机器人对舱体涂层外型面进行全域测量获得点云数据，基于获得的点云数据生成实际涂层表面模型；
4、步骤s2：基于实际涂层表面模型获得理论涂层模型全域壁厚数据，基于理论全域壁厚数据确定测量点位，基于测量点位自动生成测量路径；
5、步骤s3：舱体涂层型面机器人基于生成的测量路径对壁厚进行测量，获得实际壁厚，基于均值插补法生成舱体涂层壁厚分布模型；
6、步骤s4：舱体涂层型面机器人基于舱体涂层壁厚分布模型自动生成磨抛路径，根据壁厚余量分布情况自动优化磨抛参数；
7、步骤s5：舱体涂层型面机器人对舱体涂层进行自适应磨抛加工。
8、优选地，所述步骤s1采用：舱体涂层型面机器人对舱体涂层外型面进行全域测量获得点云数据，基于获得的点云数据通过nurbs曲面拟合生成实际涂层表面模型。
9、优选地，所述步骤s2采用：
10、步骤s2.1：将生成的实际涂层表面模型与舱体理论模型进行匹配，获得理论涂层模型全域壁厚数据；
11、步骤s2.2：将涂层壁厚最小值与壁厚公差求和得到临界点壁厚值；以临界点为边界，将大于临界点壁厚值的点划分为壁厚超差区域；
12、步骤s2.3：将区域中壁厚值最大的点位设为极值点，将极值点和临界点壁厚值的平均值设为中值点；
13、步骤s2.4：将区域中的临界点、中值点以及极值点设为测量点位；
14、步骤s2.5：将测厚仪伸缩轴轴向与测量点法向对齐，生成沿测量点法向的进给路径，并按就近原则生成两两测量点之间的运行路径。
15、优选地，所述步骤s3采用：基于测量路径执行测量获得实测壁厚值；根据壁厚超差区域中临界点、中值点以及极值点的实测壁厚值依次对壁厚超差区域按均值插补法获得区域的壁厚分布情况，再与实际涂层表面模型进行差值运算，获得舱体涂层壁厚的实际分布模型。
16、优选地，所述步骤s4采用：根据舱体涂层壁厚的实际分布模型，在壁厚超差区域进行路径规划；机器人磨抛路径规划中调整磨抛参数中的接触力、进给速度和转速；
17、
18、
19、其中，astart、aextremal、aend、areal分别指起始角度、极值角度、终止角度和实时角度；fstart、fextremal、fend、ftarget分别指起始进给速度、极值进给速度、终止进给速度和目标进给速度；sstart、sextremal、send、starget分别指起始转速、极值转速、终止转速和目标转速。
20、优选地，还包括步骤s6：对涂层外型面进行抽检，判定壁厚是否合格。
21、根据本专利技术提供的一种舱体涂层型面机器人磨抛加工系统，包括：
22、模块m1：舱体涂层型面机器人对舱体涂层外型面进行全域测量获得点云数据，基于获得的点云数据生成实际涂层表面模型；
23、模块m2：基于实际涂层表面模型获得理论涂层模型全域壁厚数据，基于理论全域壁厚数据确定测量点位，基于测量点位自动生成测量路径；
24、模块m3：舱体涂层型面机器人基于生成的测量路径对壁厚进行测量，获得实际壁厚，基于均值插补法生成舱体涂层壁厚分布模型；
25、模块m4：舱体涂层型面机器人基于舱体涂层壁厚分布模型自动生成磨抛路径，根据壁厚余量分布情况自动优化磨抛参数；
26、模块m5：舱体涂层型面机器人对舱体涂层进行自适应磨抛加工。
27、优选地，所述模块m2采用：
28、模块m2.1：将生成的实际涂层表面模型与舱体理论模型进行匹配，获得理论涂层模型全域壁厚数据；
29、模块m2.2：将涂层壁厚最小值与壁厚公差求和得到临界点壁厚值；以临界点为边界，将大于临界点壁厚值的点划分为壁厚超差区域；
30、模块m2.3：将区域中壁厚值最大的点位设为极值点，将极值点和临界点壁厚值的平均值设为中值点；
31、模块m2.4：将区域中的临界点、中值点以及极值点设为测量点位；
32、模块m2.5：将测厚仪伸缩轴轴向与测量点法向对齐，生成沿测量点法向的进给路径，并按就近原则生成两两测量点之间的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种舱体涂层型面机器人磨抛加工方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的舱体涂层型面机器人磨抛加工方法，其特征在于，所述步骤S1采用：舱体涂层型面机器人对舱体涂层外型面进行全域测量获得点云数据，基于获得的点云数据通过NURBS曲面拟合生成实际涂层表面模型。
3.根据权利要求1所述的舱体涂层型面机器人磨抛加工方法，其特征在于，所述步骤S2采用：
4.根据权利要求1所述的舱体涂层型面机器人磨抛加工方法，其特征在于，所述步骤S3采用：基于测量路径执行测量获得实测壁厚值；根据壁厚超差区域中临界点、中值点以及极值点的实测壁厚值依次对壁厚超差区域按均值插补法获得区域的壁厚分布情况，再与实际涂层表面模型进行差值运算，获得舱体涂层壁厚的实际分布模型。
5.根据权利要求1所述的舱体涂层型面机器人磨抛加工方法，其特征在于，所述步骤S4采用：根据舱体涂层壁厚的实际分布模型，在壁厚超差区域进行路径规划；机器人磨抛路径规划中调整磨抛参数中的接触力、进给速度和转速；
6.根据权利要求1所述的舱体涂层型面机器人磨抛加工方法，其特征在于，还
7.一种舱体涂层型面机器人磨抛加工系统，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的舱体涂层型面机器人磨抛加工系统，其特征在于，所述模块M2采用：
9.根据权利要求7所述的舱体涂层型面机器人磨抛加工系统，其特征在于，所述模块M3采用：基于测量路径执行测量获得实测壁厚值；根据壁厚超差区域中临界点、中值点以及极值点的实测壁厚值依次对壁厚超差区域按均值插补法获得区域的壁厚分布情况，再与实际涂层表面模型进行差值运算，获得舱体涂层壁厚的实际分布模型。
10.根据权利要求7所述的舱体涂层型面机器人磨抛加工系统，其特征在于，所述模块M4采用：根据舱体涂层壁厚的实际分布模型，在壁厚超差区域进行路径规划；机器人磨抛路径规划中调整磨抛参数中的接触力、进给速度和转速；
...【技术特征摘要】
1.一种舱体涂层型面机器人磨抛加工方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的舱体涂层型面机器人磨抛加工方法，其特征在于，所述步骤s1采用：舱体涂层型面机器人对舱体涂层外型面进行全域测量获得点云数据，基于获得的点云数据通过nurbs曲面拟合生成实际涂层表面模型。
3.根据权利要求1所述的舱体涂层型面机器人磨抛加工方法，其特征在于，所述步骤s2采用：
4.根据权利要求1所述的舱体涂层型面机器人磨抛加工方法，其特征在于，所述步骤s3采用：基于测量路径执行测量获得实测壁厚值；根据壁厚超差区域中临界点、中值点以及极值点的实测壁厚值依次对壁厚超差区域按均值插补法获得区域的壁厚分布情况，再与实际涂层表面模型进行差值运算，获得舱体涂层壁厚的实际分布模型。
5.根据权利要求1所述的舱体涂层型面机器人磨抛加工方法，其特征在于，所述步骤s4采用：根据舱体涂层壁厚的实际分布模型，在壁厚超差区域进行路径规划；机器人磨抛路径规划中调整磨...
【专利技术属性】
技术研发人员：孔志学，赵欢，郭国强，解菲菲，周瑞红，江仁政，陈锦华，
申请(专利权)人：上海航天精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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