[發明專利]一種智能打磨方法

有效

• 申請號: 201710812010.9
• 申請日: 2017-09-11
• 公開（公告）號: CN107756145B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 黃約;劉運毅;唐明福;黎相成
• 申請（專利權）人: 南寧宇立儀器有限公司
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00;B24B9/04;B24B49/16;B24B41/00
• 代理公司: 南寧東智知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 45117
• 代理人: 巢雄輝;汪治興

本發明公開了一種智能打磨方法，包括以下步驟：機器人按照預定軌跡運動，使浮動打磨結構的浮動部或浮動部前部連接的打磨工具接觸到打磨目標表面并相對于打磨目標運動，得到機器人運動軌跡坐標數據1和位移傳感器數據2；通過空間點的平移關系轉換矩陣和旋轉關系轉換矩陣運算，將數據1和數據2在特定坐標系下進行疊加，獲得打磨目標的實際特征數據3；獲取特定坐標系下打磨目標的理論參考數據4；數據3減去數據4，獲得打磨目標的待打磨量數據6，并根據數據6的特征，制定打磨策略。通過本發明能制定有針對性的打磨策略，提高打磨效率和打磨精度。

技術領域

本發明涉及智能機器人領域，特別是一種智能打磨方法。

背景技術

目前我國在金屬制品生產中普遍采用熟練工人通過電、氣動研磨工具手工完成。手工打磨勞動強度大、費時、效率低，且打磨時產生的易燃易爆粉塵，對操作工人來說無疑是存在潛在危險?，F在也有廠家采用機器人進行打磨，但傳統的機器人打磨方法都采用力傳感器作為測量元件，實時監測打磨壓力的大小并反饋至機器人系統，再由機器人系統控制機器人改變軌跡，以達到恒力打磨的效果。如申請號為201310746856.9的專利申請“一種拋光打磨力-位混合控制方法和系統”，公開了一種拋光打磨力-位混合控制方法和系統，方法包括：壓力傳感器獲得打磨工具與加工件之間的當前打磨力Fc；比較器計算所述打磨工具與加工件之間的期望打磨力Fd與所述當前打磨力Fc之間的差值；模糊控制器根據所述差值的變化率Ec，采用模糊控制算法輸出控制變量U控制打磨工具與加工件之間的打磨力，該方法雖然在打磨拋光機器人與外部環境產生接觸力時提高控制精度，保證打磨過程中打磨力的恒定。但類似于該申請通過力傳感器來控制打磨精度的方法，主要存在的缺點有：(1)實時性差；檢測到力的變化時再控制機器人運動，通過機器人運動狀態的變化達到恒力效果，機器人的反應速度難以跟上力變化的速度，因此恒力打磨效果差，打磨效率低；(2)系統復雜；開發者需要獲取力傳感器的信號，分析處理，得出控制策略，再控制機器人運動；(3)無準確的位置感知；恒力打磨只是力的控制，沒有位置的控制，難以準確獲取待打磨的量和打磨后的剩余量。對于工件位置和工件尺寸的測量，現有技術一般采用激光測量或工業相機等光學技術。該方法主要存在的缺點有：(1)打磨現場有大量粉塵產生，有的場合還會噴水或冷卻液。這些都會影響測量。(2)打磨時會產生振動，對激光測量和工業相機的抗振性能提出來很高的要求。(3)實際打磨時，由于打磨力的作用，工件有可能會變形，機器人本體也可能有輕微形變，磨料磨具也可能會變形。而實際在用激光測量和工業相機測量待磨工件時，并沒有打磨力的存在，這些變形還沒有產生，所以測量不到這些變形量，影響了最終的打磨效果。

發明內容

本發明公開了一種智能打磨方法，浮動打磨結構包含有位移傳感器，使得整個打磨系統(包括機器人、浮動打磨結構、打磨工具、位移傳感器、待磨工件及其它夾具)都是位置感知系統的一部分，浮動打磨結構中任意部分的變形都最終反應在位移傳感器的輸出上。因此，能通過運動軌跡曲線與位移傳感器位移數據結合，擬合出打磨目標的實際尺寸曲線，從而制定有針對性的打磨策略，提高打磨效率和打磨精度。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種智能打磨方法，其特征在于包括以下步驟：

S1.機器人打磨設備包括機器人、浮動打磨結構和打磨工具，其中所述浮動打磨結構包括固定部、能相對固定部移動的浮動部以及測量固定部和浮動部相對位移的位移傳感器；按照打磨工作的需求安裝機器人、浮動打磨結構、打磨目標和打磨工具；

S2.機器人按照預定軌跡運動，使打磨工具或浮動打磨結構接觸到打磨目標表面并相對于打磨目標運動，進行掃描和/或打磨，得到機器人運動軌跡坐標數據1和位移傳感器數據2；通過空間點的平移關系轉換矩陣和旋轉關系轉換矩陣運算，將數據1和數據2在特定坐標系下進行疊加，獲得打磨目標的實際特征數據3；所述特定坐標系為大地坐標系或基坐標系或工具坐標系或用戶坐標系；