[發明專利]基于機器人的鑄件打磨軌跡在線補償系統及方法

在審

• 申請號: 201811244970.0
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109366492A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 吳超群;商振
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J9/16
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

1.一種基于機器人的鑄件打磨軌跡在線補償系統，其特征在于：包括六軸機器人、PLC控制器、激光測距傳感器、電主軸、安裝板、打磨刀具、工作臺和底座，所述PLC控制器用于接收激光測距傳感器測量的距離信號，并控制六軸機器人和電主軸動作，電主軸安裝板通過螺栓和銷固定在六軸機器人執行末端，電主軸通過螺栓和銷固定在電主軸安裝板上激光測距傳感器安裝在安裝板上，打磨刀具安裝在電主軸上，待打磨的工件通過夾具固定在工作臺上，所述激光測距傳感器間歇性發射脈沖激光束，檢測打磨刀具與工件表面之間的距離L1，定義打磨刀具位于初始位置時，六軸機器人執行末端與工件所需切削后表面距離為L2，根據L1和L2差值計算出切削深度，根據切削深度調整機器人的姿態，以保證刀具的切削深度在誤差允許的范圍內。

2.一種基于機器人的鑄件打磨軌跡在線補償方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、通過PLC控制器調整六軸機器人位置，使得打磨刀具對準工件打磨起始點，定義打磨刀具位于初始位置時，六軸機器人執行末端與工件所需切削后表面距離為L2；

步驟2、開始打磨，并通過激光測距傳感器間隙式測量機器人執行末端到工件表面的距離L1，根據L1和L2差值計算出初始切削深度e₀，并把數據傳至PLC控制器；

步驟3、PLC控制端將距離數據傳送給六軸機器人，通過機器人的判斷程序檢測當前機器人的位置是否在要的保證的距離L1允許的范圍內；

步驟4、當檢測出數值L1偏大時，則說明機器人的刀具沒有接觸工件表面或者切削深度不夠，然后計算出數值L1和L2的差值即切削深度e，將切削深度e傳給機器人，使得機器人帶動打磨刀具移動，進刀，直至實際的切削深度e在允許范圍內，同理當檢測出數值L1偏小時，則通過機器人控制打磨刀具向外移動退刀，直至實際的切削深度e在允許范圍內，從而使得打磨刀具對工件表面保持相對穩定的切削深度；

步驟5、機器人沿著所設定的路徑在工件表面移動；

步驟6、激光測距傳感器隨著機器人的移動而間歇性發射激光束，進行實時測量，重復執行步驟4，實現對工件打磨軌跡在線補償，直至完成整個工件打磨。

3.如權利要求2所述的一種基于機器人的鑄件打磨軌跡在線補償方法，其特征在于：所述機器人的移動精度不大于0.05mm，激光測距傳感器的測量精度不大于0.01mm。

4.如權利要求2所述的一種基于機器人的鑄件打磨軌跡在線補償方法，其特征在于：實際切削深度e與初始切削深度e₀的差值不大于0.1mm。

5.如權利要求2所述的一種基于機器人的鑄件打磨軌跡在線補償方法，其特征在于：所述的六軸機器人包括機器人本體和機器人控制柜，用于和PLC控制器進行數據交換，其中機器人本體在六軸末端有用于安裝電主軸安裝板的法蘭盤，然后將電主軸和激光測距傳感器安裝在安裝板上。

6.如權利要求2所述的一種基于機器人的鑄件打磨軌跡在線補償方法，其特征在于：所述激光測距傳感器發射激光束的方向應平行于電主軸轉軸軸線方向。

7.如權利要求2所述的一種基于機器人的鑄件打磨軌跡在線補償方法，其特征在于：所述機器人行走的路徑為根據工件理論形狀設定行走路線。

8.如權利要求7所述的一種基于機器人的鑄件打磨軌跡在線補償方法，其特征在于：機器人行走過程中，始終保持電主軸的的軸線與對應工件加工區域平面法向平行。