[發明專利]一種機器人并行打磨系統

有效

• 申請號: 201410123092.2
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN103862340A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 王健;劉漫賢
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: B24B9/00
• 分類號: B24B9/00;B24B51/00;B24B41/04;B24B55/06
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術領域

本發明涉及工業機器人技術領域，尤其涉及一種大型自由曲面機器人并行打磨系統。

背景技術

傳統的毛刺清理和表面打磨由于技術的限制絕大多數是由人工操作完成的，這使得打磨效率低且打磨質量難以控制，并威脅到勞動者的身體健康。目前市場上的自動化毛刺清理工具對于整齊的邊緣和表面可以實現清理，但對于大型復雜自由曲面的零件，由于沒有柔性順從控制，其打磨效果很難盡如人意。

發明內容

針對上述存在的問題，本發明提出了一種機器人并行打磨系統，所述系統包括兩個打磨子系統（粗打磨系統和精打磨系統）、底座部件、系統控制柜、氣動控制柜、防護欄、雙目三維光學掃描儀、工件、工作臺，所述機器人并行打磨系統通過兩個打磨子系統對工件的自由曲面同時進行粗打磨和精打磨，有效地保證了打磨精度并提高了打磨效率。

本發明提出的一種機器人并行打磨系統包括：粗打磨系統、精打磨系統、底座部件、系統控制柜、氣動控制柜、機器人視覺自定位系統、工件和工作臺，其中：

所述工件放置在工作臺上；

所述精打磨系統固定安裝在所述底座部件上，用于對于所述工件進行精打磨；

所述粗打磨系統固定安裝在所述底座部件上，用于對于所述工件進行粗打磨；

所述底座部件通過驅動其運動單元實現兩個打磨系統的直線進給運動；

所述系統控制柜用于進行機器人運動學與動力學的離線解算、與打磨系統中的機器人控制柜進行通訊、對氣動回路進行控制、圖像采集和處理以及人機對話；

所述氣動控制柜用于利用氣動回路控制兩個打磨系統的氣動打磨頭的旋轉運動和氣動柔順力，實現氣動打磨頭的打磨功能；

所述機器人視覺自定位系統包括雙目三維光學掃描儀和圖像采集卡，所述雙目三維光學掃描儀安裝在所述防護欄上，用于實現工件基準的快速精準標定及打磨路徑實時校準補償，所述雙目三維光學掃描儀與圖像采集卡配合，采用全局視覺方式對工作區域進行圖像采集。

本發明打磨系統的有益效果包括：(1)氣動打磨頭與被加工零件表面的壓力易于控制，并能保證打磨過程中打磨壓力大小始終保持一致，有效保證零件的打磨去除量，使打磨質量統一，同時氣動主軸還具備打磨工具磨損自動補償功能；(2)通過機器人路徑規劃使打磨壓力始終保持在被加工表面的法線方向，有效地保證自由曲面打磨精度和打磨質量一致性；(3)采用粗打磨路徑和精打磨路徑互相正交的方法，有效地提高了打磨質量；(4)采用機器人視覺自定位系統，能快速地對工件的基準進行精確標定，同時具備打磨路徑實時校準補償功能；(5)本發明打磨系統既可實現大型自由曲面的粗、精同步打磨，也可以實現兩個同樣零件的同時打磨，具備較高的打磨效率。

附圖說明

圖1為根據本發明一實施例的打磨系統結構示意圖。

圖2為根據本發明一實施例的打磨系統主視圖。

圖3為根據本發明一實施例的打磨系統俯視圖。

圖4為根據本發明一實施例的打磨系統左視圖。

圖5為根據本發明一實施例的氣動打磨頭結構示意圖。

圖6為根據本發明一實施例的滑鞍結構示意圖。

圖7為根據本發明一實施例的底座部件結構示意圖。

圖8為根據本發明一實施例的氣動回路示意圖。

圖9為根據本發明一實施例的控制系統結構示意圖。

圖10為根據本發明一實施例的正交打磨軌跡示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。

本發明提出了一種機器人并行打磨系統，該打磨系統通過同步控制兩臺工業機器人，可實現對大型自由曲面零件的粗打磨與精打磨同步進行，從而有效地提高了生產效率。

圖1為根據本發明一實施例的打磨系統結構示意圖，圖2為根據本發明一實施例的打磨系統主視圖，圖3為根據本發明一實施例的打磨系統俯視圖，圖4為根據本發明一實施例的打磨系統左視圖，如圖1-4所示，所述打磨系統包括兩個打磨子系統（粗打磨系統和精打磨系統）、底座部件1、系統控制柜3、氣動控制柜4、防護欄8、機器人視覺自定位系統、工件13和工作臺14，其中：

所述工件13放置在工作臺14上；

所述精打磨系統固定安裝在所述底座部件1上，用于對于所述工件13進行精打磨；

所述精打磨系統包括第一工業機器人7、第一機器人控制柜5、第一氣動打磨頭9、第一滑鞍6，其中：