[發(fā)明專利]一種環(huán)形零件機(jī)器人打磨工藝中的尺寸補(bǔ)償方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811243450.8
• 申請(qǐng)日: 2018-10-24
• 公開（公告）號(hào): CN109318090B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳超群;胡士靖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B24B19/11
• 分類號(hào): B24B19/11;B24B41/06;B24B49/12;B24B49/16;B24B41/04;B24B45/00;B24B55/02;B24B41/00;B24B27/00;B25J11/00
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

本發(fā)明公開了一種環(huán)形零件機(jī)器人打磨工藝中的尺寸補(bǔ)償方法及系統(tǒng)，主要應(yīng)用于環(huán)形鑄造件的機(jī)器人自動(dòng)打磨領(lǐng)域。方法包括以下幾步：首先采用三爪卡盤夾持環(huán)形零件的基準(zhǔn)面對(duì)零件進(jìn)行定心，然后通過機(jī)器人末端的力控傳感器和刀具來測(cè)量環(huán)形零件周向尺寸并計(jì)算獲得周向誤差，將其自動(dòng)傳送至控制系統(tǒng)進(jìn)行周向誤差補(bǔ)償，通過機(jī)器人末端的激光距離傳感器對(duì)零件的高度進(jìn)行測(cè)量后通過控制系統(tǒng)進(jìn)行高度方向誤差補(bǔ)償。本發(fā)明在機(jī)器人打磨環(huán)形鑄造件過程中可以有效的對(duì)鑄件的尺寸進(jìn)行補(bǔ)償，提高打磨精度和效果，可有效避免因鑄件的尺寸一致性誤差引起的加工質(zhì)量問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)形鑄件打磨領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)形零件機(jī)器人打磨工藝中的尺寸補(bǔ)償方法。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，采用機(jī)器人進(jìn)行自動(dòng)化作業(yè)已經(jīng)成為趨勢(shì)，在打磨領(lǐng)域，由于傳統(tǒng)的人工打磨效率低、成本高而且打磨粉塵會(huì)對(duì)人體造成傷害，所以廣泛采用機(jī)器人來代替人工對(duì)零件進(jìn)行自動(dòng)化打磨。傳統(tǒng)的機(jī)器人打磨方法是通過示教器示教機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡或者根據(jù)工件的標(biāo)準(zhǔn)三維模型在電腦上進(jìn)行離線編程生成的軌跡，后續(xù)的零件打磨軌跡都是按此固定的軌跡運(yùn)行，不能適應(yīng)零件的尺寸誤差。對(duì)于大型環(huán)形鑄造件，在使用機(jī)器人自動(dòng)化打磨時(shí)由于鑄件本身的尺寸誤差較大、精度不高，且零件各個(gè)方向的尺寸誤差均較大，所以需要在打磨時(shí)對(duì)零件進(jìn)行尺寸補(bǔ)償以提高打磨效果，避免在打磨過程中過度打磨損傷到零件本體。

現(xiàn)有的技術(shù)中，大型環(huán)形鑄造零件的打磨主要存在以下問題：

(1)由于零件在鑄造過程中會(huì)產(chǎn)生一系列的變形，而這些變形最終都體現(xiàn)在鑄造件上，所以導(dǎo)致鑄件的尺寸誤差較大，造成機(jī)器人自動(dòng)打磨很難通過軌跡進(jìn)行打磨；

(2)由于鑄造件在進(jìn)行表面打磨時(shí)尚未進(jìn)行機(jī)械加工，所以基準(zhǔn)的精度也并不高，所以即使用按照零件基準(zhǔn)設(shè)計(jì)專用夾具進(jìn)行裝夾零件在各方向仍會(huì)存在一定的誤差；

(3)由于鑄件本身在生產(chǎn)過程中會(huì)發(fā)生鼓脹等變形，導(dǎo)致零件在高度方向上也會(huì)存在一定誤差，導(dǎo)致機(jī)器人在進(jìn)行打磨時(shí)需要進(jìn)行高度補(bǔ)償，否則容易在下刀時(shí)碰傷零件或者空走刀；

(4)在鑄造過程中零件會(huì)發(fā)生變形，會(huì)導(dǎo)致圓孔或者圓臺(tái)變形，使其不是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的圓，導(dǎo)致在進(jìn)行打磨時(shí)若按照理論的輪廓或者模型的輪廓進(jìn)行打磨則會(huì)空走或者打傷零件。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問題是提供一種環(huán)形零件機(jī)器人打磨工藝中的尺寸補(bǔ)償方法，用于在進(jìn)行環(huán)形零件機(jī)器人打磨時(shí)對(duì)零件誤差進(jìn)行進(jìn)行補(bǔ)償，減少因零件一致性誤差導(dǎo)致的打磨效果降低，提高機(jī)器人對(duì)零件的適應(yīng)能力，使機(jī)器人在打磨時(shí)能對(duì)零件各個(gè)方向上的誤差自動(dòng)補(bǔ)償。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種環(huán)形零件機(jī)器人打磨工藝中的尺寸補(bǔ)償方法，其特征在于，通過三爪卡盤對(duì)環(huán)形零件的內(nèi)環(huán)面進(jìn)行裝夾，并通過三爪卡盤進(jìn)行零件的定心后，進(jìn)行如下操作：

裝夾誤差尺寸補(bǔ)償步驟：對(duì)待加工零件裝夾時(shí)產(chǎn)生的周向及高度誤差進(jìn)行閾值補(bǔ)償；

零件尺寸補(bǔ)償步驟：對(duì)待加工零件加工尺寸產(chǎn)生的誤差進(jìn)行閾值補(bǔ)償。

在上述的一種環(huán)形零件機(jī)器人打磨工藝中的尺寸補(bǔ)償方法，所述裝夾誤差尺寸補(bǔ)償步驟中，對(duì)待加工零件裝夾時(shí)產(chǎn)生的周向誤差進(jìn)行閾值補(bǔ)償?shù)木唧w方法包括：

步驟1：通過在機(jī)器人末端安裝力傳感器并在末端工具電主軸的ER夾頭上安裝需要使用的刀具，控制機(jī)器人將刀具移至周向基準(zhǔn)附件，打開力控傳感器并設(shè)定力的方向?yàn)榇怪庇诨鶞?zhǔn)面，刀具自動(dòng)靠近周向基準(zhǔn)，當(dāng)力傳感器檢測(cè)到力到達(dá)設(shè)定值時(shí)沿基準(zhǔn)面滑移，滑移長度為L并讀取終點(diǎn)坐標(biāo)(x₁，y₁，z₁)，即實(shí)際測(cè)量時(shí)刀具碰到周向基準(zhǔn)時(shí)機(jī)器人末端坐標(biāo)值；周向基準(zhǔn)理論坐標(biāo)值為x₀，即理論情況下刀具碰到周向基準(zhǔn)時(shí)機(jī)器人末端坐標(biāo)值；