[發明專利]一種工業機器人加工立體異型石材的普適性方法及系統

有效

• 申請號: 201910875171.1
• 申請日: 2019-09-17
• 公開（公告）號: CN110658784B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 尹方辰;薛海昂;吳湘成;紀清智;嚴文俊;黃身桂;黃吉祥
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: G05B19/4097
• 分類號: G05B19/4097
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;楊鍇

1.一種工業機器人加工立體異型石材的普適性方法，其特征在于，步驟如下：

1）根據石材基本信息選取機器人設備；獲取石材可加工等級，根據石材可加工等級選擇刀具及配套夾具，具體包括：識別待加工石材，從石材庫中選取與待加工石材尺寸適配的石材毛坯，對選取的石材毛坯記錄石材基本信息與石材可加工等級的評定信息；

其中，石材基本信息包括石材體積尺寸、體積密度、彎曲強度、干燥壓縮強度、吸水率、防水率、顏色、花紋、光澤度；石材可加工等級的評定信息包括石材主要成分及含量、肖氏硬度、壓縮強度、耐磨性、所含礦物粒度；

2）基于選取的機器人設備、刀具與配套夾具，設定并存儲工藝參數；

3）根據石材可加工等級、加工環境對已設定的工藝參數進行優化并存儲，通過優化后的工藝參數對刀具進行篩選；

4）利用CAM前置處理軟件和CAM后置處理軟件依次生成刀路文件、機器人文件，并存儲；

5）基于機器人文件進行實際加工。

2.根據權利要求1所述的工業機器人加工立體異型石材的普適性方法，其特征在于，待加工石材的識別方法為：通過三維軟件進行建模；或者，對已有的實物進行三維掃描，并將掃描文件置于三維軟件中進行修改或者縮放。

3.根據權利要求1所述的工業機器人加工立體異型石材的普適性方法，其特征在于，步驟1）中，根據選取的石材毛坯的尺寸，選取機器人設備。

4.根據權利要求1所述的工業機器人加工立體異型石材的普適性方法，其特征在于，步驟3）中，根據石材可加工等級進行優化的工藝參數包括主軸轉速、進給量、進給速度、切削寬度、外部旋轉盤轉速。

5.根據權利要求1所述的工業機器人加工立體異型石材的普適性方法，其特征在于，步驟3）中，如果通過優化后的工藝參數篩選獲得的刀具與步驟2）中的工藝參數對應的刀具不同時，由用戶確定采用步驟2）中的工藝參數對應的刀具或者步驟3）中通過優化后的工藝參數篩選獲得的刀具。

6.根據權利要求1所述的工業機器人加工立體異型石材的普適性方法，其特征在于，步驟4）中，將待加工石材的石材基本信息、機器人設備、刀具與配套夾具的信息、工藝參數導入CAM前置處理軟件，生成刀路文件；再將刀路文件、待加工石材的石材基本信息、機器人設備、刀具與配套夾具的信息、加工環境對應的環境信息導入CAM后置處理軟件，生成機器人文件；

其中，加工環境對應的環境信息包括現實環境中的障礙信息、石材基本信息、刀具與配套夾具的信息、測刀儀在機器人坐標系中的坐標。

7.根據權利要求1所述的工業機器人加工立體異型石材的普適性方法，其特征在于，對待加工石材進行實際加工得到成品后，對成品進行三維掃描并存儲。

8.根據權利要求7所述的工業機器人加工立體異型石材的普適性方法，其特征在于，還對加工中刀具的磨損情況、加工時間、加工故障、機器人奇異點情況進行儲存。

9.一種工業機器人加工立體異型石材的普適性系統，其特征在于，包括石材庫、機器人設備庫、刀具庫、工藝參數、優化庫、刀路文件儲存庫、機器人文件儲存庫、加工效果展示庫，基于權利要求1至8任一項所述的方法對石材進行普適性加工；

石材庫用于管理石材基本信息，對石材可加工等級進行評定，為機器人設備、刀具及配套夾具的選擇及工藝參數的設定提供參考依據；

機器人設備庫用于管理工業機器人、控制柜、外部旋轉盤、控制系統、冷卻設備信息；機器人設備庫與石材庫相連接，根據石材基本信息選取機器人設備；

刀具庫用于管理刀具信息和配套夾具信息，刀具庫與工藝參數庫、機器人設備庫相連接，根據石材可加工等級選取刀具及配套夾具，設置工藝參數；

工藝參數庫用于管理加工石材的工藝參數，根據石材基本信息、石材可加工等級、刀具信息設定工藝參數；工藝參數庫與機器人設備庫、石材庫、刀具庫、優化庫連接；

優化庫用于優化工藝參數，刀具參數在優化庫中進行優化，對刀具及大醉夾具進行篩選；

刀路文件儲存庫用于儲存與管理CAM前置處置軟件生成的刀路文件；

機器人文件儲存庫用于儲存與管理CAM后置處置軟件生成的機器人文件；

加工效果展示庫用于儲存實際加工生成的成品效果。