[发明专利]磨抛单元位姿感知方法、打磨方法和磨抛单元

说明书

本发明提供一种磨抛单元位姿感知方法、打磨方法和磨抛单元，获取磨抛单元初始坐标和目标坐标之间的偏差，机器人控制所述磨抛单元由初始坐标向目标坐标的方向运行，每隔预设时间利用姿态传感器获取磨抛单元的运行角度，利用光流传感器获取磨抛单元在相邻时刻之间的移动路程，基于航迹推算法可得出磨抛单元当前时刻的坐标；根据磨抛单元当前时刻坐标和目标坐标之间的偏差，机器人控制磨抛单元由当前时刻坐标向目标坐标的方向运行，直至运行至目标坐标。机器人获取磨抛单元的位置和运动姿态，来调整下一步运行方向，可实时对磨抛单元的运动轨迹进行调整，使得磨抛单元不断向目标坐标移动，保证打磨的实际轨迹和规划轨迹之间的一致性，避免重复打磨。

技术领域

本发明涉及特种加工机器人技术领域，尤其涉及一种磨抛单元位姿感知方法、打磨方法和磨抛单元。

背景技术

大型复杂构件，如飞机蒙皮、风电叶片、高铁车身、舰船船体等，是航空、交通与能源等产业的核心部件。目前大型复杂构件最常见的加工作业之一是表面磨抛，大部分磨抛作业对打磨的表面一致性有高要求，比如大型客机蒙皮的表面磨抛活化。打磨的表面一致性是指所有打磨区域的打磨程度及质量的一致程度，具体的实施方式是对于所有待打磨区域，要保证全型面、不重复地打磨。但是当前大部分磨抛执行器不具备位置感知功能，难以实现全型面、不重复的打磨。

发明内容

有鉴于此，为解决上述问题，本发明的实施例提供了一种磨抛单元位姿感知方法、打磨方法和磨抛单元。

本发明的实施例提供一种磨抛单元，包括以下步骤：

包括以下步骤：

S1获取磨抛单元初始坐标和目标坐标之间的偏差，机器人控制所述磨抛单元由初始坐标向目标坐标的方向运行，每隔预设时间利用姿态传感器获取磨抛单元的运行角度，利用光流传感器获取磨抛单元在相邻时刻之间的移动路程，基于航迹推算法可得出磨抛单元当前时刻的坐标；

S2根据磨抛单元当前时刻的坐标和目标坐标，得到磨抛单元当前时刻的坐标和目标坐标之间的偏差，机器人控制磨抛单元由当前时刻的坐标向目标坐标的方向运行，直至运行至目标坐标；

其中，航迹推算法的原理是，所述光流传感器获取磨抛单元在n时刻和n+1时刻之间的移动路程R_n，所述姿态传感器获取磨抛单元在第n时刻的移动方向θn，假设第n时刻磨抛单元的坐标为(x_n，y_n)，则第n+1时刻磨抛单元的坐标为(x_n+1，y_n+1)，

本发明的实施例还提供一种磨抛单元打磨方法，其特征在于，包括以下步骤：

S3对工件的待打磨区域建立坐标系，获取磨抛单元打磨轨迹，打磨轨迹包括起点坐标和至少一个拐点坐标；

S4机器人利用如权利要求1所述磨抛单元位姿感知方法，控制磨抛单元由起点坐标向下一个拐点坐标的方向运行，直至运行至打磨轨迹中的最后一个拐点。

进一步地，步骤S3包括：

S31对工件的待打磨区域建立坐标系，记机器人上下移动方向为y轴方向，机器人左右移动方向为x轴方向；

S32将待打磨区域均匀分隔为多个纵向区域，将最边缘的纵向区域的一端点记为起点，起点坐标为(x_o，y_o)，将轨迹规划为弓字形；

S33获取每个纵向区域的纵向距离h_i，分别计算每个纵向区域的上边界拐点和下边界拐点坐标。

进一步地，将待打磨区域均匀分隔为n个多个纵向区域，其中W为待打磨区域的最大横向距离，d为打磨机圆盘直径，r为系数，0.8 ≤r≤0.9。