[发明专利]基于打磨机器人的表面打磨处理自动编程方法和装置

权利要求书

1.基于打磨机器人的表面打磨处理自动编程方法，其特征在于，包括：

步骤1，将通过三维扫描仪对待加工部件进行三维扫描所获得的所述待加工部件的3D点云模型与标准3D点云模型进行匹配对比，从而获得对应所述待加工部件的差分模型，将所述差分模型之中超出预设阈值的差分值在所述差分模型的位置设为需要进行表面打磨处理的需打磨目标项，并将所有所述需打磨目标项组成所述待加工部件的需打磨目标项序列；

步骤2，将所述需打磨目标项序列分解之后进行优化组合，从而生成从P_start起始至P_end终结的打磨任务序列，在给定的预设周期T之内将采用随机树算法产生不少于两条的从所述P_start起始至P_end终结的依次覆盖所述打磨任务序列之内每一项所述需打磨目标项的打磨处理候补路径进行碰撞检测，从而筛选出所有与所述待加工部件无碰撞的所述打磨处理候补路径作为候补避碰路径组成候补避碰路径序列，从所述候补避碰路径序列中选择最优的所述候补避碰路径为最优避碰路径；

步骤3，通过逆运动学计算方法求解出构成所述最优避碰路径的每一个最优避碰路径点相对应的所述打磨机器人关节的最优角向量之后，将所述打磨机器人关节的所述最优角向量作为指令，驱动对应的所述打磨机器人关节，从而使所述打磨机器人执行所述最优避碰路径从而实现所述表面打磨处理。

2.如权利要求1所述的基于打磨机器人的表面打磨处理自动编程方法，其特征在于，在所述步骤1之中，所述将通过所述三维扫描仪对所述待加工部件进行所述三维扫描所获得的所述待加工部件的所述3D点云模型之前，对所述三维扫描仪进行配准。

3.如权利要求1或2所述的基于打磨机器人的表面打磨处理自动编程方法，其特征在于，在所述步骤2之中，所述在给定的所述预设周期T之内将采用所述随机树算法产生不少于两条的从所述P_start起始至P_end终结的依次覆盖所述打磨任务序列之内每一项所述需打磨目标项的打磨处理候补路径进行碰撞检测，从而筛选出所有与所述待加工部件无碰撞的所述打磨处理候补路径作为候补避碰路径组成候补避碰路径序列的处理过程可以同时分配给不少于两个运算单元的并行运算集群进行相互独立的并行处理运算，将所述并行运算集群之中每一个所述运算单元所获得的所述候补避碰路径组成所述候补避碰路径序列，从所述候补避碰路径序列之中选择最优的所述候补避碰路径为最优避碰路径。

4.如权利要求3所述的基于打磨机器人的表面打磨处理自动编程方法，其特征在于，在所述步骤3之中，所述逆运动学计算方法包括：

将所述最优避碰路径进行离散化处理从而得到最优避碰路径点序列，其中所述最优避碰路径点序列之中所有相邻的所述最优避碰路径点之间的间隔均等；

根据设置的所述打磨机器人关节相对应的关节自由度分辨率，以及所述打磨机器人关节的长度和初始角向量，依次求解所述最优避碰路径点序列的每个所述最优避碰路径点所对应的所述打磨机器人关节的位姿；

根据所述最优避碰路径点序列的每个所述最优避碰路径点以及所对应的所述打磨机器人关节的位姿，通过逆运动学计算方法求解出与所有所述最优避碰路径点相对应的所有的所述打磨机器人关节的候补角向量；

根据相邻的两个所述最优避碰路径点对应的所述打磨机器人关节的角向量的差的加权绝对值最小为原则，从所有所述最优避碰路径点相对应的所述打磨机器人关节的候补角向量之中选择最优的所述最优避碰路径点对应的所述打磨机器人关节的角向量作为所述最优避碰路径点对应的所述打磨机器人关节的最优角向量，所述加权为所述打磨机器人关节的伺服电机的功率。

5.如权利要求4所述的基于打磨机器人的表面打磨处理自动编程方法，其特征在于，在所述步骤3之中，所述从而使所述打磨机器人执行所述最优避碰路径从而实现所述表面打磨处理的处理过程之中，将所述打磨机器人关节的当前角向量与最优角向量之间的偏差转换为所述打磨机器人的末端的位姿偏差之后，将所述位姿偏差通过对称矩阵转换为所述打磨机器人的所述末端的广义力，再通过力变换将所述末端的广义力转换为所述打磨机器人关节的力或力矩，从而实现所述打磨机器人的所述表面打磨处理的柔顺控制。