[发明专利]应用于打磨机器人的打磨方法和系统

说明书

本发明公开了一种应用于打磨机器人的打磨方法和系统，其中应用于打磨机器人的打磨方法包括以下步骤：根据工件模型设置原始打磨路径，原始打磨路径包含打磨点的原始打磨下压量和打磨点的原始打磨力；控制打磨机器人按照原始打磨路径对工件进行打磨，并获取工件对打磨器的反馈力；根据原始打磨下压量、原始打磨力和反馈力，计算打磨点的刚性系数；按照刚性系数修正原始打磨路径，以形成新的打磨路径，并控制打磨机器人按照新的打磨路径对工件进行打磨。本发明能够确保机器人打磨工艺的高精度与稳定性。

技术领域

本发明属于机器人打磨技术领域，尤其涉及一种应用于打磨机器人的打磨方法和系统。

背景技术

目前的机器人打磨领域主要运用单体的机器人及示教器编程，利用示教器将机器人移动到打磨工件的目标点，然后通过示教给出机器人的移动路径或者使用机器人编程软件生成加工路径的NC(数字控制)文件，最后通过机器人携带高速旋转的砂轮在相应的路径上运动，从而实现工件的打磨。

打磨是一道非常重要的工序，一旦打磨质量不满足要求，往往会导致整个工件的报废。目前部分工业机器人虽然可实现力位混控，但还无法实现对打磨工艺的自适应。例如，对于需要打磨的棱边，要充分结合压力、速度、姿态、转速等因素才能达到比较理想的结果，具有高度的工艺复杂度要求。在无法进行工艺需求有效描述或者力控精度不足情况下，必定会对打磨质量造成不利影响，产生塌边、塌角、过抛、欠抛等导致不良品的问题。

机器人传统打磨技术的缺点主要有：难以根据打磨对象的工艺需求描述对应的打磨过程的程序；工件和工具坐标系建立误差以及机器人本体误差难以在作业过程进行补偿，从而打磨工件的表面精度难以控制；来料不一致性以及打磨过程物理设备的变化等问题导致打磨产品的质量稳定性差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中机器人打磨的精度难以控制的缺陷，提供一种应用于打磨机器人的打磨方法和系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种应用于打磨机器人的打磨方法，包括以下步骤：

S1、根据工件模型设置原始打磨路径，原始打磨路径包含打磨点的原始打磨下压量和打磨点的原始打磨力；

S2、控制打磨机器人按照原始打磨路径对工件进行打磨，并获取工件对打磨器的反馈力；根据原始打磨下压量、原始打磨力和反馈力，计算打磨点的刚性系数；

S3、按照刚性系数修正原始打磨路径，以形成新的打磨路径，并控制打磨机器人按照新的打磨路径对工件进行打磨。

较佳地，S2包含：获取工件对打磨器在垂直于打磨点所在切面方向上的反作用力，根据反作用力计算反馈力，并根据原始打磨下压量、原始打磨力和反馈力，计算刚性系数。

较佳地，刚性系数K＝ΔF/ΔH，其中ΔF＝Fp-Fq，ΔF是工件在接触状态下外部施加的力的变化量，ΔH是通过打磨机器人获取的、工件在接触状态下因为外部施加的力的变化所导致的空间形变量，Fp为原始打磨力，Fq为反馈力。

较佳地，S2中包含：

通过解算打磨机器人末端点姿态获取力传感器感应方向与重力方向的工作角度θ；

根据工件模型调整工件的方向，使得打磨点的切面处于水平面；

使用力传感器获取反作用力Ff，力传感器安装于打磨机器人的法兰与打磨器之间；

根据以下公式计算反馈力Fq：

其中，G为打磨器的重力。

较佳地，S1、S2之间包含步骤：