[發明專利]應用于打磨機器人的打磨方法和系統

有效

• 申請號: 201810036151.0
• 申請日: 2018-01-15
• 公開（公告）號: CN110039449B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 安杰
• 申請（專利權）人: 上海錸鈉克數控科技股份有限公司
• 主分類號: B24B49/16
• 分類號: B24B49/16
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 胡美強;張冉

本發明公開了一種應用于打磨機器人的打磨方法和系統，其中應用于打磨機器人的打磨方法包括以下步驟：根據工件模型設置原始打磨路徑，原始打磨路徑包含打磨點的原始打磨下壓量和打磨點的原始打磨力；控制打磨機器人按照原始打磨路徑對工件進行打磨，并獲取工件對打磨器的反饋力；根據原始打磨下壓量、原始打磨力和反饋力，計算打磨點的剛性系數；按照剛性系數修正原始打磨路徑，以形成新的打磨路徑，并控制打磨機器人按照新的打磨路徑對工件進行打磨。本發明能夠確保機器人打磨工藝的高精度與穩定性。

技術領域

本發明屬于機器人打磨技術領域，尤其涉及一種應用于打磨機器人的打磨方法和系統。

背景技術

目前的機器人打磨領域主要運用單體的機器人及示教器編程，利用示教器將機器人移動到打磨工件的目標點，然后通過示教給出機器人的移動路徑或者使用機器人編程軟件生成加工路徑的NC(數字控制)文件，最后通過機器人攜帶高速旋轉的砂輪在相應的路徑上運動，從而實現工件的打磨。

打磨是一道非常重要的工序，一旦打磨質量不滿足要求，往往會導致整個工件的報廢。目前部分工業機器人雖然可實現力位混控，但還無法實現對打磨工藝的自適應。例如，對于需要打磨的棱邊，要充分結合壓力、速度、姿態、轉速等因素才能達到比較理想的結果，具有高度的工藝復雜度要求。在無法進行工藝需求有效描述或者力控精度不足情況下，必定會對打磨質量造成不利影響，產生塌邊、塌角、過拋、欠拋等導致不良品的問題。

機器人傳統打磨技術的缺點主要有：難以根據打磨對象的工藝需求描述對應的打磨過程的程序；工件和工具坐標系建立誤差以及機器人本體誤差難以在作業過程進行補償，從而打磨工件的表面精度難以控制；來料不一致性以及打磨過程物理設備的變化等問題導致打磨產品的質量穩定性差。

發明內容

本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術中機器人打磨的精度難以控制的缺陷，提供一種應用于打磨機器人的打磨方法和系統。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題：

一種應用于打磨機器人的打磨方法，包括以下步驟：

S1、根據工件模型設置原始打磨路徑，原始打磨路徑包含打磨點的原始打磨下壓量和打磨點的原始打磨力；

S2、控制打磨機器人按照原始打磨路徑對工件進行打磨，并獲取工件對打磨器的反饋力；根據原始打磨下壓量、原始打磨力和反饋力，計算打磨點的剛性系數；

S3、按照剛性系數修正原始打磨路徑，以形成新的打磨路徑，并控制打磨機器人按照新的打磨路徑對工件進行打磨。

較佳地，S2包含：獲取工件對打磨器在垂直于打磨點所在切面方向上的反作用力，根據反作用力計算反饋力，并根據原始打磨下壓量、原始打磨力和反饋力，計算剛性系數。

較佳地，剛性系數K＝ΔF/ΔH，其中ΔF＝Fp-Fq，ΔF是工件在接觸狀態下外部施加的力的變化量，ΔH是通過打磨機器人獲取的、工件在接觸狀態下因為外部施加的力的變化所導致的空間形變量，Fp為原始打磨力，Fq為反饋力。

較佳地，S2中包含：

通過解算打磨機器人末端點姿態獲取力傳感器感應方向與重力方向的工作角度θ；

根據工件模型調整工件的方向，使得打磨點的切面處于水平面；

使用力傳感器獲取反作用力Ff，力傳感器安裝于打磨機器人的法蘭與打磨器之間；

根據以下公式計算反饋力Fq：

其中，G為打磨器的重力。

較佳地，S1、S2之間包含步驟：