CN108161660A - 一种打磨工作站及其加工轨迹的生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种打磨工作站及其加工轨迹的生成方法，该打磨工作站包括：治具、水槽、四个测量设备以及引导器，四个测量设备分别安装在水槽的四个棱角位置处，第一拉线传感器和第二拉线传感器的尾部通过转轴相互连接，第一拉线传感器的挂钩连接在引导器的第一点，第二拉线传感器的挂钩连接在引导器的第二点。本发明提供的打磨工作站及其加工轨迹的生成方法，通过设置四组测量设备，每组测量设备中设置有两个拉线传感器，在每个测量设备中选取一个挂钩形成一组,挂在引导器的第一点，将每个测量设备中的另一个挂钩分别挂在引导器的第二点，当引导器运动时，由这两个点生成两组加工轨迹及轨迹上打磨所需的矢量，对生成的轨迹进行处理后形成机器人打磨的执行程序。

Description

一种打磨工作站及其加工轨迹的生成方法

技术领域

本发明涉及工件加工技术领域，尤其涉及一种打磨工作站及其加工轨迹的生成方法。

背景技术

目前家电、建材、摩配等诸多行业需要对相关零件进行打磨加工，打磨加工具有以下特点：表面形状比较复杂；例如手机壳、笔记本外壳，汽车轮毂等，这些零件需要打磨的表面形状都比较复杂。对工件的加工精细度要求较高；加工表面要达到相应的光洁度，以使产品美观耐用，或便于后续加工组装等。

由于所需打磨零件复杂的外形和较高的加工要求，许多打磨工作由人工完成，但由于近来工业机器人技术的快速发展，部分打磨工作可由机器人代替完成。

这种打磨工艺对机器人的轨迹精度要求很高，因此简单的示教不能满足工艺要求。目前的通用做法是，首先根据现场布置、需要打磨的工件、所使用的机器人等建立三维仿真模型；然后将建立的三维模型导入到离线编程软件中，利用离线编程软件生成仿真的机器人打磨轨迹；最后将离线编程软件生成的轨迹导入到机器人控制器中，通过人工调试，减少仿真轨迹和实际零件之间的差距，并对仿真中不合理的轨迹进行修正，以满足打磨工艺要求。

这种方法可以得到比较复杂的打磨轨迹，满足大部分工件的加工要求，但此种方法的主要问题是调试周期过长，对调试人员的技术要求较高，调试劳动强度大。调试过程根据零件的复杂程度，可能需要2-7个工作日，甚至更多，而这仅仅是一台机器人打磨一种零件的调试时间，一个生产车间几十台甚至更多的打磨机器人打磨多种产品所需的调试时间及人员可想而知。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种打磨工作站及其加工轨迹的生成方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种打磨工作站，该打磨工作站包括：打磨机器人、打磨头、治具、水槽、处理器、四个标定器、四个测量设备以及引导器，所述打磨头设置在所述打磨机器人的手臂末端，所述水槽设置在所述打磨头的下方，所述治具设置在所述水槽中，四个所述标定器均设置在所述治具的加工表面上，所述水槽为四边形，四个所述测量设备分别安装在所述水槽的四个棱角位置处，所述处理器分别与四个所述测量设备以及打磨机器人连接，每个所述测量设备均包括：第一拉线传感器和第二拉线传感器，所述第一拉线传感器和所述第二拉线传感器的尾部通过转轴相互连接，所述第一拉线传感器的挂钩连接在所述引导器的第一点，所述第二拉线传感器的挂钩连接在所述引导器的第二点。

本发明的有益效果是：在上述的工作站中，通过设置四组测量设备，每组测量设备中设置有两个拉线传感器，在每个测量设备中选取一个挂钩形成一组挂在引导器的第一点，将每个测量设备中的另一个挂钩分别挂在引导器的第二点，当引导器运动时，由这两个点生成两组加工轨迹及轨迹上打磨所需的矢量，对生成的轨迹进行处理后形成机器人打磨的执行程序。通过引导器直接在工件的待加工表面划动，生成两组加工轨迹，根据两组加工轨迹计算出引导器的加工轨迹以及引导器的矢量信息，得到引导器在模拟加工工件时引导器的空间位姿信息，通过标定转化得到打磨头的加工轨迹及矢量信息，使得打磨头在加工过程中始终垂直于工件的待加工表面。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步地，所述第一拉线传感器还包括：校准头、卡线槽、大导线轮、小导线轮以及夹紧装置，所述校准头设置在所述第一拉线传感器的首部，所述校准头的一端设置有挂钩，所述校准头的另一端通过拉线与所述第一传感器连接；所述大导线轮以及所述小导线轮设置在所述第一拉线传感器的一侧，所述大导线轮邻近所述第一拉线传感器的首部，所述小导线轮所述第一拉线传感器的尾部，所述大导线轮用于盘绕拉线，所述小导线轮用于张紧拉线；所述第一拉线传感器的首部设置有卡线槽，所述拉线穿过所述卡线槽进入第一拉线传感器，所述夹紧装置设置在所述第一拉线传感器的另一侧，所述第一拉线传感器通过所述夹紧装置固定在所述水槽的侧壁上。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过在拉线传感器中设置挂钩，便于测量设备的校准头连接在引导器上，便于引导器以及测量设备的拆卸；大导线轮缠绕拉线，便于收纳拉线，防止拉线受到外界污染；小导线轮用于对拉线施加张紧力，使得拉线在生成加工轨迹的过程中始终处于紧绷状态，提高加工轨迹的准确性，降低加工轨迹的误差；夹紧装置的设置，使得测量设备可以直接固定在水槽上，便于测量设备的安装以及拆卸。

进一步地，所述第二拉线传感器与所述第一拉线传感器为相同结构，并通过转轴连接，转轴中设置有角度传感器，可测量所述第一拉线传感器和所述第二拉线传感器之间夹角，所述第一拉线传感器以及所述第二拉线传感器的夹紧装置分别固定在所述水槽的相邻侧壁上，第一拉线传感器和第二拉线传感器可以绕固定轴转动，因此所述第一拉线传感器与所述第二拉线传感器之间的拐角与所述水槽中相邻两侧壁之间的夹角相同。

采用上述进一步方案的有益效果是：在水槽上设置测量设备，使得引导器生成的模拟加工轨迹更加接近实际打磨工作站中打磨头的加工轨迹，便于将引导器的加工轨迹转换为打磨工作站中打磨头的加工轨迹；将四个测量设备分别设置在水槽的四个棱角位置处，便于测量引导器的加工轨迹以及引导器在各点的矢量信息，便于生成引导器的空间位置信息。

进一步地，所述引导器为圆柱体，所述引导器的一端设置有圆锥头，所述第一点以及第二点均设置在引导器圆柱体轴心上，且所述第一点以及第二点分别沿着所述引导器的轴向方向排列设置。

采用上述进一步方案的有益效果是：利用两点确定一条直线的原理，将测量设备的挂钩分别挂在引导器的第一点和第二点，第一点和第二点设置在引导器轴向方向上的不同位置处，在测量出第一点以及第二点的轨迹之后，即可计算出引导器的矢量信息，在将引导器的模拟加工轨迹信息转换为打磨头的实际加工轨迹之后，打磨头垂直于当前加工工件的表面，可以提高打磨工作站的加工精度，满足工件加工需要复杂轨迹的需求。此外，引导器的一端设置圆锥头，通过圆锥头模拟打磨头的加工轨迹，在模拟生成加工轨迹时，圆锥头直接在工件的待加工表面划动。

进一步地，所述的形状为长方形，形状根据所需加工工件有一定差别，所述设置在所述水槽的中心位置处，四个所述标定器的安装位置分别邻近所述的四个棱角，所述标定器为圆锥体，圆锥体直径较大的一端与所述治具的加工表面连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：将设置在水槽的中心位置处，使得加工轨迹的生成位置接近于实际打磨头的加工轨迹，降低加工轨迹生成的误差；水槽为长方形，便于将测量设备固定在水槽上，并且通过多点确定一个面的原理精准地得到引导器的空间位姿信息。

本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种打磨工作站加工轨迹的生成方法，在上述任一所述打磨工作站的基础上，该生成方法包括：获取所有测量设备的相对位置信息；

当引导器在待加工的工件表面上划动时，获取所述引导器上的第一点的轨迹信息和第二点的轨迹信息；

根据所述第一点的轨迹信息、所述第二点的轨迹信息和所述相对位置信息，确定所述引导器的第一矢量信息；

将所述第一点的轨迹信息和所述第一矢量信息对应地转换为打磨工作站中打磨头的第三点的轨迹信息和第二矢量信息；

计算所述第三点的轨迹信息中各点的物理特征值，判断每点的物理特征值是否大于预设阈值，若是，则根据所述第三点的轨迹信息以及所述打磨头的第二矢量信息，对待加工的工件进行加工。

本发明的有益效果是：通过设置四组测量设备，每组测量设备中设置有两个拉线传感器，在每个测量设备中选取一个挂钩形成一组挂在引导器的第一点，将每个测量设备中的另一个挂钩分别挂在引导器的第二点，通过引导器直接在工件的待加工表面划动，生成两组加工轨迹，根据两组加工轨迹计算出引导器的加工轨迹以及引导器的矢量信息，得到引导器在模拟加工工件时引导器的空间位姿信息，可以提高打磨头的加工轨迹以及打磨头的矢量信息精度，使得打磨头在加工过程中始终垂直于工件的待加工表面。

进一步地，所述根据所述第一点的轨迹信息、所述第二点的轨迹信息和所述相对位置信息，确定所述引导器的第一矢量信息包括：

获取第一点的轨迹信息中x轴坐标点的公式为：

其中，x为第一点的轨迹信息中x轴的坐标点，a为第一测量设备与第二测量设备之间的距离，L₁为第一测量设备与第一点之间的距离，L₄为第二测量设备与第一点之间的距离；

获取第一点的轨迹信息中y轴的坐标点：

其中，y为第一点的轨迹信息中y轴的坐标点，a为第一测量设备与第二测量设备之间的距离，L₁为第一测量设备与第一点之间的距离，L₄为第二测量设备与第一点之间的距离，α为第一测量设备与第二测量设备之间的连线与第一测量设备与第三测量设备之间的连线之间所形成的夹角；

获取第一点的轨迹信息中z轴坐标点的公式为：

其中，z为第一点的轨迹信息中z轴的坐标点，L₁为第一测量设备与第一点之间的距离，x为第一点的轨迹信息中x轴的坐标点，α为第一测量设备与第二测量设备之间的连线与第一测量设备与第三测量设备之间的连线之间所形成的夹角；

计算所述第一矢量信息的公式为：

其中，为第一矢量信息，x为第一点的轨迹信息中x轴的坐标点，x1为第二点的轨迹信息中x轴的坐标点，y为第一点的轨迹信息中y轴的坐标点，y₁为第二点的轨迹信息中y轴的坐标点，z为第一点的轨迹信息中z轴的坐标点，z1为第二点的轨迹信息中z轴的坐标点，|A-G|为第一点与第二点之间的距离。

采用上述进一步方案的有益效果是：利用两点确定一条直线的原理，将测量设备的挂钩分别挂在引导器的第一点和第二点，第一点和第二点设置在引导器轴向方向上的不同位置处，在测量出第一点以及第二点的轨迹之后，即可计算出引导器矢量的变化信息，在将引导器的模拟加工轨迹信息转换为打磨头的实际加工轨迹之后，打磨头垂直于当前加工工件的表面，可以提高打磨工作站的加工精度，使得打磨头在加工过程中始终垂直于工件的待加工表面，满足工件的特殊加工需求。

进一步地，所述计算所述第三点的轨迹信息中各点的物理特征值，判断每点的物理特征值是否大于预设阈值具体包括：

计算第三点的轨迹信息中各点的噪声指数，判断各点的噪声指数是否大于第一预设阈值，若是，则将大于第一预设阈值的点剔除，并计算剩余点中各点的法向夹角，判断每点的法向夹角是否大于第二预设阈值，

若否，则将小于所述第二预设阈值的点去除，若是，则根据大于所述第二预设阈值的点的轨迹信息以及所述打磨头的第二矢量信息，对所述待加工的工件进行加工。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过共线点的法向差距很小的原理，根据各点之间法向的夹角将冗余点删除，优化加工轨迹的精度，由于轨迹生成器在采样时的频率是一定的，因此单位时间内生成的点的个数是相同的，而在实际运行当中，当一系列的点共线时，只需首尾点或首中尾三个点，这样可以大大加快控制器的处理速度，提升机器人工作节拍，而当一系列点组成曲线时则必须保留这些点，以保证打磨轨迹的精度。此外，采用上述进一步方案的有益效果是：通过噪点剔除处理，利用点偏离轨迹的距离较大则为噪点的原理，将在采集过程中由于传感器误差，温度、电磁干扰等一系列原因生成的轨迹中的噪点剔除，排除偏离正常点距离较远的点，提高加工轨迹的精确性；转换后的加工轨迹只是一系列点的合集，且数量巨大，很难直接使用，通过噪点剔除处理对加工轨迹进一步优化处理。

进一步地，所述将所述第一点的轨迹信息和所述第一矢量信息对应地转换为打磨工作站中打磨头的第三点的轨迹信息和第二矢量信息具体为：

获取引导器在标定器上的第一位姿信息以及所述打磨头在所述标定器上的第二位姿信息；

根据所述第一位姿信息以及所述第二位姿信息，计算所述第一位姿信息以及所述第二位姿信息之间的函数关系；

根据所述第一位姿信息以及所述第二位姿信息之间的函数关系，将所述第一点的轨迹信息、所述第二点的轨迹信息以及所述第一矢量信息转换为所述第三点的轨迹信息以及所述第二矢量信息。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过标定器，将引导器的位姿信息映射为打磨头的位姿信息，在治具的任意四个位置放置标定器，将轨迹引导器末端与标定器的尖点相对，由轨迹转换软件记录下相应位姿；然后将机器人的打磨头打磨点按相应顺序和标定器尖端相对，记录下相应位姿通过后处理软件计算引导器所对四个点和机器人所对四个点的关系，得到转换矩阵，即可将轨迹从轨迹生成器坐标系中转换到机器人坐标系中。

附图说明

图1为本发明实施例提供的打磨工作站的结构示意图之一；

图2为本发明实施例提供的加工轨迹的生成方法的示意图之一；

图3为本发明实施例提供的打磨工作站的结构示意图之二；

图4为本发明实施例提供的测量设备的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的加工轨迹的生成方法的示意图之二；

图6为本发明实施例提供的打磨工作站的结构示意图之三；

图7为本发明实施例提供的打磨工作站的结构示意图之四；

图8为本发明实施例提供的加工轨迹的生成方法的示意图之三；

图9为本发明实施例提供的加工轨迹的生成方法的示意图之四；

图10为本发明实施例提供的加工轨迹的生成方法的示意图之五；

图11为本发明实施例提供的加工轨迹的生成方法的示意图之六。

附图标号说明：

1-打磨机器人；2-治具；3-水槽；4-标定器；5-测量设备；51-第一拉线传感器；511-校准头；512-卡线槽；513-大导线轮；514-小导线轮；515-夹紧装置；52-第二拉线传感器；53-转轴；54-挂钩；6-引导器；61-第一点；62-第二点；7-工件取换托盘；8-砂纸更换系统；10-第一测量设备；11-第二测量设备；12-第三测量设备；13-第四测量设备。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1至图11所示，图1为本发明实施例提供的打磨工作站的结构示意图之一，图2为本发明实施例提供的加工轨迹的生成方法的示意图之一，图3为本发明实施例提供的打磨工作站的结构示意图之二，图4为本发明实施例提供的测量设备的结构示意图，图5为本发明实施例提供的加工轨迹的生成方法的示意图之二，图6为本发明实施例提供的打磨工作站的结构示意图之三，图7为本发明实施例提供的打磨工作站的结构示意图之四，图8为本发明实施例提供的加工轨迹的生成方法的示意图之三，图9为本发明实施例提供的加工轨迹的生成方法的示意图之四，图10为本发明实施例提供的加工轨迹的生成方法的示意图之五，图11为本发明实施例提供的加工轨迹的生成方法的示意图之六。

实施例1

如图1至图7所示，本发明实施例提供了一种打磨工作站，该打磨工作站包括：打磨机器人1、打磨头、2、水槽3、处理器、四个标定器4、四个测量设备5以及引导器6，所述打磨头设置在所述打磨机器人1的手臂末端，所述水槽3设置在所述打磨头的下方，所述治具2设置在所述水槽3中，四个所述标定器4均设置在所述治具2的加工表面上，所述水槽3为四边形，四个所述测量设备5分别安装在所述水槽3的四个棱角位置处，所述处理器分别与四个所述测量设备5以及打磨机器人1连接，每个所述测量设备5均包括：第一拉线传感器51和第二拉线传感器52，所述第一拉线传感器51和所述第二拉线传感器52的尾部通过转轴53相互连接，所述第一拉线传感器51的挂钩511连接在所述引导器6的第一点，所述第二拉线传感器52的挂钩521连接在所述引导器6的第二点。其中，在引导器6的尖端竖直向下时，第一点61可以位于第二点62的下方。

上述结构中，如图7所示，引导器6也可以称为轨迹生成装置，用于快速生成原始打磨轨迹，原始打磨轨迹也称为第一点的轨迹信息。打磨工作站中设置有配套轨迹转换及后处理软件，配套轨迹转换及后处理软件将原始打磨轨迹转换为机器人执行的打磨轨迹，并进行优化。打磨轨迹生成装置由四个相同的测量设备5组成。每个测量设备5可以有两个拉线测量机构，拉线测量机构即为第一拉线传感器51以及第二拉线传感器52。

下面对本发明实施例的打磨工作站的使用方法进行详细说明：

将各测量设备的挂钩54挂到引导器6的第一点61以及第二点62上，由熟练相关工艺的人员手持引导器6，将引导器6末端在需要加工的工件表面划动，从而生成合理的打磨轨迹。

本发明实施例的打磨工作站可以包括：打磨机器人1，水槽3，治具2，工件取换托盘7，砂纸更换系统8。通过人工或者机器人或专用上下料机构，将所需打磨工件置于工件取换托盘7上，机器人将工件夹取到治具2上，治具2上的定位及锁紧装置将锁紧工件并保证其放置的位置误差在要求范围内；工件放置完毕后，根据打磨要求，若是水打，则水槽3开始往工件上喷水，机器人根据设定的轨迹通过打磨头开始对工件进行打磨；走完打磨轨迹后，治具2松开锁紧装置，同时水槽3停止喷水，机器人取下加工完成的工件，将其送往工件取换托盘7上，运送出打磨站；打磨一段时间后，机器人将自动短暂停止打磨，并将打磨头送往砂纸更换系统更换砂纸，然后继续打磨，实现全自动的打磨生产。

在现有技术中，存在多种测量空间点位的装置，例如，光学式的，拉线式的以及基于伺服控制的测量设备，然而这些点位测量装置测量的点只包含相应点的位置信息，没有相应点的空间姿态信息，即只有相应点的(x，y，z)坐标，没有该点的矢量信息。而在机器人打磨时，打磨头必须垂直于打磨工件表面，因此必须要获得打磨头垂直于工件表面的矢量信息。基于这样的打磨需求，设计了本发明实施例的轨迹生成装置以及方法。

本发明实施例提供的打磨工作站及其加工轨迹的生成方法，通过设置四组测量设备5，每组测量设备5中设置有两个拉线传感器，在每个测量设备中选取一个挂钩54形成一组挂在引导器6的第一点61，将每个测量设备5中的另一个挂钩54分别挂在引导器6的第二点62，通过引导器6直接在工件的待加工表面划动，生成两组加工轨迹，根据两组加工轨迹计算出引导器6的加工轨迹以及引导器6的矢量信息，得到引导器在模拟加工工件时引导器的空间位姿信息，通过转换得到打磨头的加工轨迹以及打磨头的矢量信息，使得打磨头在加工过程中始终垂直于工件的待加工表面，不需要在离线软件中建立三维模型，无建模时间；不需要在三维模型上生成离线轨迹，无离线轨迹生成时间；生成轨迹时只需要拖动引导器6在工件表面划动，轨迹生成速度快。此项根据现场工件及工艺复杂程度可节省1-3天/台以上时间。

此外，本发明实施例提供的打磨工作站及其加工轨迹的生成方法，直接在真实工件的表面生成加工轨迹，去掉了三维仿真模型与实际工件布局以及外形之间的误差，大大提升了加工轨迹的准确性，免除了后期人工复杂的误差消除过程。根据工件及工艺复杂程度，本发明实施例提供的打磨工作站及其加工轨迹的生成方法可节省1-3天/台。

另外，本发明实施例提供的打磨工作站及其加工轨迹的生成方法，不需要离线仿真及复杂轨迹调试技巧，降低了用户的技能要求和劳动强度。

本发明的有益效果是：在上述的工作站中，通过设置四组测量设备，每组测量设备中设置有两个拉线传感器，在每个测量设备中选取一个挂钩形成一组挂在引导器的第一点，将每个测量设备中的另一个挂钩分别挂在引导器的第二点，当引导器运动时，由这两个点生成两组加工轨迹及轨迹上打磨所需的矢量，对生成的轨迹进行处理后形成机器人打磨的执行程序。通过引导器直接在工件的待加工表面划动，生成两组加工轨迹，根据两组加工轨迹计算出引导器的加工轨迹以及引导器的矢量信息，得到引导器在模拟加工工件时引导器的空间位姿信息，通过标定转化得到打磨头的加工轨迹及矢量信息，通过标定转化得到打磨头的加工轨迹及矢量信息，使得打磨头在加工过程中始终垂直于工件的待加工表面。

实施例2

如图4所示，在实施例1的基础上，本实施例中所述第一拉线传感器51还包括：校准头511、卡线槽512、大导线轮513、小导线轮514以及夹紧装置515，所述校准头511设置在所述第一拉线传感器51的首部，所述校准头511的一端设置有挂钩54，所述校准头511的另一端通过拉线与所述第一拉线传感器51连接；所述大导线轮513以及所述小导线轮514设置在所述第一拉线传感器51的一侧，所述大导线轮513邻近所述第一拉线传感器51的首部，所述小导线轮514邻近所述第一拉线传感器51的尾部，所述大导线轮513用于盘绕拉线，所述小导线轮514用于张紧拉线；所述第一拉线传感器51的首部设置有卡线槽512，所述拉线穿过所述卡线槽512进入第一拉线传感器51，所述夹紧装置515设置在所述第一拉线传感器51的另一侧，所述第一拉线传感器51通过所述夹紧装置515固定在所述水槽3的侧壁上。

为了便于描述，可以将四个测量设备5分为测量设备A、测量设备B、测量设备C以及测量设备D，在使用本发明实施例的测量设备时，需要对测量设备5进行校零处理，具体校零方式可以为：将测量设备A的校准头511拉出，并放到与之相对的测量设备B和测量设备C的卡线槽512中，通过测量设备A上的拉线距离传感器可以测量出拉出的拉线长，即得到两个测量设备A与测量设备B之间以及测量设备A与测量设备C之间的距离，转轴53上设置有角度传感器，可以测量第一拉线传感器51和第二拉线传感器62之间的夹角，其余的测量设备重复以上的操作，从而得到各测量设备之间的相对位置，完成各个测量设备5的校零。

通过在拉线传感器中设置挂钩54，便于测量设备5的校准头511连接在引导器6上，便于引导器6以及测量设备5的拆卸；大导线轮513缠绕拉线，便于收纳拉线，防止拉线受到外界污染；小导线轮514用于对拉线施加张紧力，使得拉线在生成加工轨迹的过程中始终处于紧绷状态，提高加工轨迹的准确性，降低加工轨迹的误差；夹紧装置515的设置，使得测量设备5可以直接固定在水槽3上，便于测量设备5的安装以及拆卸。

实施例3

如图3、图5以及图6所示，在实施例2的基础上，本实施例的所述第二拉线传感器52与所述第一拉线传感器51为相同结构，并通过转轴连接，转轴中设置有角度传感器，可测量所述第一拉线传感器和所述第二拉线传感器之间夹角，所述第一拉线传感器51以及所述第二拉线传感器52的夹紧装置515分别设在所述水槽3的相邻侧壁上，第一拉线传感器和第二拉线传感器可以绕固定轴转动，因此所述第一拉线传感器51与所述第二拉线传感器52之间的拐角与所述水槽3中相邻两侧壁之间的夹角相同。

在水槽3上设置测量设备5，使得引导器6生成的模拟加工轨迹更加接近实际打磨工作站中打磨头的加工轨迹，便于将引导器的加工轨迹转换为打磨工作站中打磨头的加工轨迹；将四个测量设备5分别设置在水槽3的四个棱角位置处，便于测量引导器6的加工轨迹以及引导器6在各点的矢量信息，便于生成引导器6的空间位姿信息。

实施例4

如图5所示，引导器的下方为用户手的示意图，表示用户手持引导器进行加工轨迹模拟，在实施例1至实施例3任一实施例的基础上，本实施例的所述引导器6为圆柱体，所述引导器6的一端设置有圆锥头，所述第一点61以及第二点62均设置在引导器圆柱体轴心上，且所述第一点61以及第二点62分别沿着所述引导器6的轴向方向排列设置。

利用两点确定一条直线的原理，将测量设备的挂钩分别挂在引导器6的第一点61和第二点62，第一点61和第二点62设置在引导器6的轴向方向上的不同位置处，在测量出第一点61以及第二点62的轨迹之后，即可计算出引导器6矢量的变化信息，在将引导器6的模拟加工轨迹信息转换为打磨头的实际加工轨迹之后，打磨头垂直于当前加工工件的表面，可以提高打磨工作站的加工精度，满足工件的复杂打磨轨迹需求。此外，引导器6的一端设置圆锥头，通过圆锥头模拟打磨头的加工轨迹，在模拟生成加工轨迹时，圆锥头直接在工件的待加工表面划动。

实施例5

如图6所示，在实施例1至实施例3任一实施例的基础上，本实施例的所述治具2的形状为长方形，所述治具2设置在所述水槽3的中心位置处，四个所述标定器4的安装位置分别接近所述治具2的四个棱角，所述标定器4为圆锥体，圆锥体直径较大的一端与所述治具2的加工表面连接。其中，所述治具2的形状与所需加工工件的形状适配，以实现对加工工件的固定。

引导器6生成的轨迹信息是基于测量设备5的，而测量设备5的坐标系和机器人的坐标系一般不是重合的，因此需要将引导器6的轨迹转换到机器人坐标系中，过程如下：在治具2的任意四个位置放置标定器4，将引导器6的末端与标定器4的尖点相对，由轨迹转换软件记录下引导器的相应位姿；然后将机器人打磨头的打磨点按相应顺序和标定器4尖端相对，记录下打磨头的相应位姿。其中，相应顺序是指，引导器6与标定器4抵接的顺序。打磨头按照引导器6抵接标定器4的顺序对应地抵接相应的标定器4。

打磨工作站中设置有处理器(图中未示出)，通过处理器计算引导器6在标定器4上所对的四个点和机器人的打磨头在标定器4上按照相应的顺序所对的四个点的关系，可以得到转换矩阵，即可将引导器6的加工轨迹从轨迹生成器坐标系中转换到机器人坐标系中。其中，轨迹生成器(图中未示出)或者轨迹生成装置可以包括测量设备5、水槽3以及引导器6，轨迹生成器以及轨迹生成装置为同一装置的不同名称。

将治具2设置在水槽3的中心位置处，使得加工轨迹的生成位置接近于实际打磨头的加工轨迹，降低加工轨迹生成的误差；水槽3为长方形，便于将测量设备5固定在水槽3上，并且通过多点确定一个面的原理精准地得到引导器6的空间位姿信息。

实施例6

在实施例1至实施例5任一实施例的基础上，本实施例提供了一种打磨工作站加工轨迹的生成方法，该生成方法包括：获取所有测量设备5的相对位置信息；

当引导器6在待加工的工件表面上划动时，获取所述引导器6上的第一点61的轨迹信息和第二点62的轨迹信息；

根据所述第一点61的轨迹信息、所述第二点62的轨迹信息和所述相对位置信息，确定所述引导器6的第一矢量信息；

将所述第一点61的轨迹信息和所述第一矢量信息对应地转换为打磨工作站中打磨头的第三点的轨迹信息和第二矢量信息；

计算所述第三点的轨迹信息中各点的物理特征值，判断每点的物理特征值是否大于预设阈值，若是，则根据所述第三点的轨迹信息以及所述打磨头的第二矢量信息，对待加工的工件进行加工。

本发明实施例提供的打磨工作站及其加工轨迹的生成方法，通过设置四组测量设备5，每组测量设备5中设置有两个拉线传感器，在每个测量设备5中选取一个挂钩54形成一组挂在引导器6的第一点61，将每个测量设备5中的另一个挂钩54分别挂在引导器6的第二点62，通过引导器6直接在工件的待加工表面划动，生成两组加工轨迹，根据两组加工轨迹计算出引导器6的加工轨迹以及引导器6的矢量信息，得到引导器6在模拟加工工件时引导器6的空间位姿信息，之后将引导器6的空间位姿信息转换为打磨头的空间位姿信息，使得打磨头在加工过程中始终垂直于工件的待加工表面，不需要在离线软件中建立三维模型，无建模时间；不需要在三维模型上生成离线轨迹，无离线轨迹生成时间；生成轨迹时只需要拖动引导器6在工件表面划动，轨迹生成速度快。此项根据现场工件及工艺复杂程度可节省1-3天/台以上时间。

此外，本发明实施例提供的打磨工作站及其加工轨迹的生成方法，直接在真实工件的表面生成加工轨迹，因此避免了现行方法中三维模型和实际物体之间存在或多或少的尺寸误差的问题，降低了生成加工轨迹的误差。大大提升了加工轨迹的准确性，免除了后期人工复杂的误差消除过程。根据工件及工艺复杂程度，本发明实施例提供的打磨工作站及其加工轨迹的生成方法可节省1-3天/台。

另外，本发明实施例提供的打磨工作站及其加工轨迹的生成方法，不需要离线仿真及复杂轨迹调试技巧，降低了用户的技能要求和劳动强度。

本发明的有益效果是：通过设置四组测量设备，每组测量设备中设置有两个拉线传感器，在每个测量设备中选取一个挂钩形成一组挂在引导器的第一点，将每个测量设备中的另一个挂钩分别挂在引导器的第二点，通过引导器直接在工件的待加工表面划动，生成两组加工轨迹，根据两组加工轨迹计算出引导器的加工轨迹以及引导器的矢量信息，得到引导器在模拟加工工件时引导器的空间位姿信息，可以提高打磨头的加工轨迹以及打磨头的矢量信息精度，使得打磨头在加工过程中始终垂直于工件的待加工表面。

实施例7

在实施例6的基础上，本实施例的所述根据所述第一点61的轨迹信息、所述第二点62的轨迹信息和所述相对位置信息，确定所述引导器6的第一矢量信息包括：获取第一点61的轨迹信息中x轴坐标点的公式为：

其中，x为第一点的轨迹信息中x轴的坐标点，a为第一测量设备与第二测量设备之间的距离，L₁为第一测量设备与第一点之间的距离，L₄为第二测量设备与第一点之间的距离；

获取第一点61的轨迹信息中y轴坐标点的公式为：

其中，y为第一点的轨迹信息中y轴的坐标点，a为第一测量设备与第二测量设备之间的距离，L₁为第一测量设备与第一点之间的距离，L₄为第二测量设备与第一点之间的距离，α为第一测量设备与第二测量设备之间的连线与第一测量设备与第三测量设备之间的连线之间所形成的夹角；

获取第一点的轨迹信息中z轴坐标点的公式为：

其中，z为第一点的轨迹信息中z轴的坐标点，L₁为第一测量设备与第一点之间的距离，x为第一点的轨迹信息中x轴的坐标点，α为第一测量设备与第二测量设备之间的连线与第一测量设备与第三测量设备之间的连线之间所形成的夹角；

计算所述第一矢量信息的公式为：

其中，为第一矢量信息，x为第一点的轨迹信息中x轴的坐标点，x1为第二点的轨迹信息中x轴的坐标点，y为第一点的轨迹信息中y轴的坐标点，y₁为第二点的轨迹信息中y轴的坐标点，z为第一点的轨迹信息中z轴的坐标点，z1为第二点的轨迹信息中z轴的坐标点，|A-G|为第一点与第二点之间的距离。

将四个测量设备5牢固布置到水槽3上，可以假设四个测量设备5的位置分别为O、B、F、C，通过校零，得到四个测量设备5之间的距离及其之间的夹角，将校准头511挂到引导器6上，当调试人员移动引导器6时，拉线的长度会不断变化，由拉线传感器可以获知各测量设备到引导器6的距离，只考虑使用测量设备5中的一根拉线，以O点为原点建立坐标系，OB边为x轴，OC边为y轴，通过右手法则确定Z轴；其中，测量设备B可以为第一测量设备10，测量设备单元A可以为第四测量设备13，测量设备单元D可以为第二测量设备11，测量设备单元C可以为第三测量设备12，设各点间长度及角度如图8和图9所示，建立数学模型如下：

被测点A的坐标假设为(x，y，z)，得到测量系统具有如下关系：

其中，x为第一点的轨迹信息中x轴的坐标点，a为第一测量设备10与第二测量设备11之间的距离，L₁为第一测量设备10与第一点61之间的距离，L₄为第二测量设备11与第一点61之间的距离；y为第一点61的轨迹信息中y轴的坐标点，α为第一测量设备10与第二测量设备11之间的连线与第一测量设备10与第三测量设备12之间的连线之间所形成的夹角；z为第一点61的轨迹信息中z轴的坐标点。

式中a，b，c，d分别为OB，OC，CF，BF边长度，该长度由校零时获取；L1、L2、L3、L4分别为拉线AO、AC，AF，AB的长度，通过拉线传感器测量得到。任意三个测量设备即可确定A的位置，先选取任意选取三组测量值，此处选取L1、L2、L3进行计算，获得α、β：

在△AOB中，角度θ为：

在△AOC中，角度δ为：

在△AOD中，由于OD垂直于AD，则：

在图8中可以假设：

将公式(6)和公式(7)代入公式(9)中，可以得到：

根据几何模型可知：

α+β＝∠BOC………………………(11)

∠BOC值可以通过系统初始化测量解算得到：

根据三角余弦公式可知：

cos(α+β)＝cosα·cosβ-sinα·sin^β…(13)

将公式(9)代入公式(13)中，可以得到：

求解可以得到：

通过解算可以获得角度α值，因此可以得到被测点各坐标分别为：

其中，x为第一点的轨迹信息中x轴的坐标点，a为第一测量设备与第二测量设备之间的距离，L₁为第一测量设备与第一点之间的距离，L₄为第二测量设备与第一点之间的距离；

其中，y为第一点的轨迹信息中y轴的坐标点，a为第一测量设备与第二测量设备之间的距离，L₁为第一测量设备与第一点之间的距离，L₄为第二测量设备与第一点之间的距离，α为第一测量设备与第二测量设备之间的连线与第一测量设备与第三测量设备之间的连线之间所形成的夹角；

其中，z为第一点的轨迹信息中z轴的坐标点，L₁为第一测量设备与第一点之间的距离，x为第一点的轨迹信息中x轴的坐标点，α为第一测量设备与第二测量设备之间的连线与第一测量设备与第三测量设备之间的连线之间所形成的夹角；

通过上述公式计算得到A点的位置，冗余数据通过均值处理，可以减少误差。

以上便是得到单个点位置的模型运算方式，由于测量设备5，也称为轨迹生成装置每个测量设备5有两根拉线，共计8根拉线，在各个测量设备5中分别选取一根拉线，将每四根分为一组形成两组拉线分别挂在引导器6的第一点61和第二点62上，即可同时测量第一点61和第二点62的点位，模型如图9所示，可以令点A对应第一点，点G对应第二点，假设A(x，y，z)为打磨触点，G(x₁，y₁，z₁)为矢量获取辅助点，打磨矢量为：

其中，为第一矢量信息，x为第一点的轨迹信息中x轴的坐标点，x₁为第二点的轨迹信息中x轴的坐标点，y为第一点的轨迹信息中y轴的坐标点，y₁为第二点的轨迹信息中y轴的坐标点，z为第一点的轨迹信息中z轴的坐标点，z₁为第二点的轨迹信息中z轴的坐标点，|A-G|为第一点与第二点之间的距离。

如此获得了带有矢量信息的点位。

利用两点确定一条直线的原理，将测量设备5的挂钩54分别挂在引导器6的第一点61和第二点62，第一点61和第二点62设置在引导器6的轴向方向上的不同位置处，在测量出第一点61以及第二点62的轨迹之后，即可计算出引导器6的矢量的变化信息，在将引导器6的模拟加工轨迹信息转换为打磨头的实际加工轨迹之后，打磨头垂直于当前加工工件的表面，可以提高打磨工作站的加工精度，使得打磨头在加工过程中始终垂直于工件的待加工表面，满足工件的特殊加工需求。

实施例8

如图10所示，在实施例7的基础上，本实施例的所述计算所述第三点的轨迹信息中各点的物理特征值，判断每点的物理特征值是否大于预设阈值具体包括：

计算第三点的轨迹信息中各点的噪声指数，判断各点的噪声指数是否大于第一预设阈值，若是，则将大于第一预设阈值的点剔除，并计算剩余点中各点的法向夹角，判断每点的法向夹角是否大于第二预设阈值，

若否，则将小于所述第二预设阈值的点去除，若是，则根据大于所述第二预设阈值的点的轨迹信息以及所述打磨头的第二矢量信息，对所述待加工的工件进行加工。

剔除噪点。在采集过程中由于传感器误差，温度、电磁干扰等一系列原因，生成的轨迹中含有噪点，其特征是个数很少，偏离正常点距离较远，软件通过计算各点距离邻域内样本几何中心的法向距离，来近似表征各点到真值点表征的平面的距离，如图10所示，根据该距离定义噪声指数。

定义邻域内某点p_i的噪声指数：

其中，z_i为噪声指数，s越小说明噪声值越小，δs为调节参数。

在公式(20)中

其中，s越小说明噪声值越小，δ_s为调节参数，为几何中心点法向。

为了能够尽量正确体现样本平面中心的数据点，用加权几何中心来表征：

其中，是归一化因子，n是邻域内点的个数。

通过计算邻域内每个点的噪声指数，将噪声指数较大的点去除。剔除方法有两种，一是设定一个具体阈值z，若z＜z_i，则将z_i视为噪点剔除，另一种是设定一个百分比，将噪声值最大的一部分点剔除。

通过转化得到的轨迹只是带有方位信息的密集的点的合集，通过处理器中的的后处理软件对其进行优化，并对密集的点的合集添加相应的速度信息，生成高质量的打磨头打磨轨迹。

通过噪点剔除处理，利用点偏离轨迹的距离较大则为噪点的原理，将由于在采集过程中由于传感器误差，温度、电磁干扰等一系列原因，生成的轨迹中含有的噪点剔除，排除偏离正常点距离较远的点的轨迹，提高加工轨迹的精确性；转换后的加工轨迹只是一系列点的合集，且数量巨大，很难直接使用，通过噪点剔除处理对加工轨迹进一步优化处理。

计算上述剩余点中各点的法向夹角，判断每点的法向夹角是否大于第二预设阈值，

若否，则将小于所述第二预设阈值的点去除，若是，则根据大于所述第二预设阈值的点的轨迹信息以及所述打磨头的第二矢量信息，对所述待加工的工件进行加工。

通过转化得到的轨迹只是带有方位信息的密集的点的合集，通过处理器中的的后处理软件对其进行优化，并对密集的点的合集添加相应的速度信息，生成高质量的打磨头打磨轨迹。

由于轨迹生成器在采样时的频率是一定的，因此单位时间内生成的点的个数是相同的，而在实际加工运行当中，当一系列的点共线时，只需首尾点这两个点或者首中尾三个点，这样可以大大加快控制器或者处理器的处理速度，提升机器人的加工工作节拍，而当一系列点组成曲线时则必须保留这些点，以保证打磨轨迹的精度。

由于共线的点其法向差距很小，因此以法向作为冗余数据点判定标准，需要说明的是，此处的法向不是轨迹生成装置生成的矢量方向。去除各点的z坐标及矢量信息，使其转换为平面二维点，用PCA(Principal Component Analysis，主成分分析方法)方法计算各点法向。

设采样点p的邻域为点集N{p_i}，协方差矩阵为：

其中为点集N{pi}的质心。由于C是对称半正定矩阵，则其特征值皆为非负实数，设为0≤λ₀≤λ₁≤λ₂，所对应的特征向量v₀、v₁、v₂则构成了一个正交基。平面使得周围点到此平面的距离和为最小，因此可以看作是该点的切平面，v₀则可以看成是采样点p处的法向。根据各点之间法向的夹角，设定阈值为3°，若夹角小于3°则将该点视为冗余点删除。

最后根据控制器语法要求，将轨迹点导入到控制器中，调试人员进行简单的一些速度调节，添加删除个别点即可完成打磨工艺。

通过共线点的法向差距很小的原理，根据各点之间法向的夹角将冗余点删除，优化加工轨迹的精度，由于轨迹生成器在采样时的频率是一定的，因此单位时间内生成的点的个数是相同的，而在实际运行当中，当一系列的点共线时，只需首尾点或首中尾三个点，这样可以大大加快控制器的处理速度，提升机器人工作节拍，而当一系列点组成曲线时则必须保留这些点，以保证打磨轨迹的精度。。此外，采用上述进一步方案的有益效果是：通过噪点剔除处理，利用点偏离轨迹的距离较大则为噪点的原理，将在采集过程中由于传感器误差，温度、电磁干扰等一系列原因，生成的轨迹中的噪点剔除，排除偏离正常点距离较远的点，提高加工轨迹的精确性；实施例9

如图6所示，在实施例6至实施例8任一实施例的基础上，本实施例的所述将所述第一点的轨迹信息和所述第一矢量信息对应地转换为打磨工作站中打磨头的第三点的轨迹信息和第二矢量信息具体为：获取引导器6在标定器4上的第一位姿信息以及所述打磨头在所述标定器4上的第二位姿信息；根据所述第一位姿信息以及所述第二位姿信息，计算所述第一位姿信息以及所述第二位姿信息之间的函数关系，根据所述第一位姿信息以及所述第二位姿信息之间的函数关系，将所述第一点的轨迹信息、所述第二点的轨迹信息以及所述第一矢量信息转换为打磨工作站中打磨头的第三点的轨迹信息以及所述打磨头的第二矢量信息。

第一位姿信息为多个点集组成的引导器的加工轨迹，需要将第一位姿信息转换为打磨头的第二位姿信息，为了将第一位姿信息的多个点集转换到机器人打磨头的坐标系中，通过将引导器6和机器人打磨头分别与四个标定器4对齐，得到这四个标定点，可以假设在轨迹生成坐标系中的位姿矩阵为T_a1、T_a2、T_a3、T_a4，T_a的形式可以为：

其中，

可以假设在机器人坐标系四个点位姿矩阵为T_b1、T_b2、T_b3、T_b4，设两个坐标系间的转换矩阵为T_t，则有：

T_a T_b T_c T_d

、、、。

由Tb＝Tt·Ta，计算出转换矩阵T_t，令T_t＝T，

Ta1·T＝Tb1……………………(26)

T_a2·T＝T_b2……………………(27)

Ta3·T＝Tb3……………………(28)

Ta4·T＝Tb4……………………(29)

通过处理器中的计算软件，由上述公式(26)、公式(27)、公式(28)以及公式(29)中的任意一个公式计算即可解得转换矩阵T，其余的三组运用最小二乘法优化转换矩阵T的计算结果。

通过标定器4，将引导器6的位姿信息映射为打磨头的位姿信息，在治具的任意四个位置放置标定器4，将轨迹引导器6末端与标定器4的尖点相对，由轨迹转换软件记录下相应位姿；然后将机器人的打磨头打磨点按相应顺序和标定器尖端相对，记录下相应位姿。通过后处理软件通过计算引导器6所对四个点和机器人所对四个点的关系，得到转换矩阵，即可将轨迹从轨迹生成器坐标系中转换到机器人坐标系中。

实施例10

在实施例1至实施例9的基础上，本实施例对打磨工作站的工作流程进行详细介绍。

根据现场布置，稳固合理的安装打磨工作站，保证机器人底座牢固。安装轨迹生成装置，获取引导器6的原始打磨轨迹。将轨迹生成装置安装到打磨水槽3上，打磨轨迹生成装置共有四个相同的测量设备5，将测量设备A的校准头511拉出，放到与之相邻的测量设备B和测量设备C的卡线槽512中，通过测量设备5上的拉线距离传感器可测量出拉出的拉线长度，即得到两个测量设备之间的距离，通过转轴上的传感器可以得到各测量设备的夹角，其余的设备重复以上的操作，从而得到各设备之间的相对位置，完成装置的校零。

引导器的轨迹获取方法：

将各测量设备5的挂钩54挂到手动引导器6上，由熟练相关工艺的人员手持引导器6，将引导器6末端在需要加工的工件表面划动，从而生成合理的打磨轨迹。

轨迹的转化及优化方法：

在引导器6的轨迹获取步骤中生成的轨迹，其位姿是基于测量设备5的，而测量设备5的坐标系和机器人的坐标系一般不是重合的，因此需要将轨迹转换到机器人坐标系中。具体为：在治具的任意四个位置放置标定器4，将轨迹引导器6末端与标定器4的尖点相对，由处理器中的轨迹转换软件记录下相应位姿，然后将机器人打磨头中的打磨点按相应顺序和标定器4尖端相对，记录下相应位姿。

轨迹转换方法：

通过处理器中的后处理软件计算引导器6所对四个点和机器人所对四个点的关系，得到转换矩阵，即可将轨迹从轨迹生成器坐标系中转换到机器人坐标系中。

通过转化得到的轨迹只是带有方位信息的密集的点的合集，通过后处理软件对其进行优化，并添加相应的速度信息，生成高质量的打磨轨迹。

该发明具有以下优点：

快速。不需要在离线软件中建立三维模型，无建模时间；不需要在三维模型上生成离线轨迹，无离线轨迹生成时间；生成轨迹时只需要拖动引导器6在工件表面划动，轨迹生成速度快。此项根据现场工件及工艺复杂程度可节省1-3天/台以上时间。

准确。直接在真实工件表面生成打磨轨迹，去掉了三维仿真模型和实际零件布局和外形的误差，大大提升了轨迹的准确性，免除了后期人工复杂的误差消除过程。此项可根据工件及工艺复杂程度可节省1-3天/台。

易于使用。不需要离线仿真及复杂轨迹调试技巧，降低了调试人员的技能要求和劳动强度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种打磨工作站，其特征在于，该打磨工作站包括：打磨机器人、打磨头、治具、水槽、处理器、四个标定器、四个测量设备以及引导器，

所述打磨头设置在所述打磨机器人的手臂末端，所述水槽设置在所述打磨头的下方，所述治具设置在所述水槽中，四个所述标定器均设置在所述治具的加工表面上，所述水槽为四边形，四个所述测量设备分别安装在所述水槽的四个棱角位置处，所述处理器分别与四个所述测量设备以及打磨机器人连接，每个所述测量设备均包括：第一拉线传感器和第二拉线传感器，所述第一拉线传感器和所述第二拉线传感器的尾部通过转轴相互连接，所述第一拉线传感器的挂钩连接在所述引导器的第一点，所述第二拉线传感器的挂钩连接在所述引导器的第二点。

2.根据权利要求1所述的打磨工作站，其特征在于，所述第一拉线传感器还包括：校准头、卡线槽、大导线轮、小导线轮以及夹紧装置，

所述校准头设置在所述第一拉线传感器的首部，所述校准头的一端设置有挂钩，所述校准头的另一端通过拉线与所述第一传感器连接；

所述大导线轮以及所述小导线轮设置在所述第一拉线传感器的一侧，所述大导线轮邻近所述第一拉线传感器的首部，所述小导线轮所述第一拉线传感器的尾部，所述大导线轮用于盘绕拉线，所述小导线轮用于张紧拉线；

所述第一拉线传感器的首部设置有卡线槽，所述拉线穿过所述卡线槽进入第一拉线传感器，所述夹紧装置设置在所述第一拉线传感器的另一侧，所述第一拉线传感器通过所述夹紧装置固定在所述水槽的侧壁上。

3.根据权利要求2所述的打磨工作站，其特征在于，所述第二拉线传感器与所述第一拉线传感器为相同结构，并通过转轴连接，转轴中设置有角度传感器，可测量所述第一拉线传感器和所述第二拉线传感器之间夹角，所述第一拉线传感器以及所述第二拉线传感器的夹紧装置分别设在所述水槽的相邻侧壁上，所述第一拉线传感器与所述第二拉线传感器之间的拐角与所述水槽中相邻两侧壁之间的夹角相同。

4.根据权利要求1-3任一所述的打磨工作站，其特征在于，所述引导器为圆柱体，所述引导器的一端设置有圆锥头，所述第一点以及第二点均设置在引导器圆柱体轴心上，且所述第一点以及第二点分别沿着所述引导器的轴向方向排列设置。

5.根据权利要求1-3任一所述的打磨工作站，其特征在于，所述治具的形状为长方形，所述治具设置在所述水槽的中心位置处，四个所述标定器的安装位置分别邻近所述的四个棱角，所述标定器为圆锥体，圆锥体直径较大的一端与所述的加工表面连接。

6.一种打磨工作站加工轨迹的生成方法，其特征在于，应用于如权利要求1-5任一所述打磨工作站上，该生成方法包括：

获取所有测量设备的相对位置信息；

当引导器在待加工的工件表面上划动时，获取所述引导器上的第一点的轨迹信息和第二点的轨迹信息；

根据所述第一点的轨迹信息、所述第二点的轨迹信息，确定所述引导器的第一矢量信息；

将所述第一点的轨迹信息和所述第一矢量信息对应地转换为打磨工作站中打磨头的第三点的轨迹信息和第二矢量信息；

计算所述第三点的轨迹信息中各点的物理特征值，判断每点的物理特征值是否大于预设阈值，若是，则根据所述第三点的轨迹信息以及所述打磨头的第二矢量信息，对待加工的工件进行加工。

7.根据权利要求6所述的生成方法，其特征在于，所述根据所述第一点的轨迹信息、所述第二点的轨迹信息，确定所述引导器的第一矢量信息包括：

获取第一点的轨迹信息中x轴坐标点的公式为：

其中，x为第一点的轨迹信息中x轴的坐标点，a为第一测量设备与第二测量设备之间的距离，L₁为第一测量设备与第一点之间的距离，L₄为第二测量设备与第一点之间的距离；

获取第一点的轨迹信息中y轴坐标点的公式为：

其中，y为第一点的轨迹信息中y轴的坐标点，a为第一测量设备与第二测量设备之间的距离，L₁为第一测量设备与第一点之间的距离，L₄为第二测量设备与第一点之间的距离，α为第一测量设备与第二测量设备之间的连线与第一测量设备与第三测量设备之间的连线之间所形成的夹角；

获取第一点的轨迹信息中z轴坐标点的公式为：

其中，z为第一点的轨迹信息中z轴的坐标点，L₁为第一测量设备与第一点之间的距离，x为第一点的轨迹信息中x轴的坐标点，α为第一测量设备与第二测量设备之间的连线与第一测量设备与第三测量设备之间的连线之间所形成的夹角；

计算所述第一矢量信息的公式为：

其中，为第一矢量信息，x为第一点的轨迹信息中x轴的坐标点，x₁为第二点的轨迹信息中x轴的坐标点，y为第一点的轨迹信息中y轴的坐标点，y₁为第二点的轨迹信息中y轴的坐标点，z为第一点的轨迹信息中z轴的坐标点，z₁为第二点的轨迹信息中z轴的坐标点，|A-G|为第一点与第二点之间的距离。

8.根据权利要求7所述的生成方法，其特征在于，所述计算所述第三点的轨迹信息中各点的物理特征值，判断每点的物理特征值是否大于预设阈值具体包括：

计算第三点的轨迹信息中各点的噪声指数，判断各点的噪声指数是否大于第一预设阈值，若是，则将大于第一预设阈值的点剔除，并计算剩余点中各点的法向夹角，判断每点的法向夹角是否大于第二预设阈值，

若否，则将小于所述第二预设阈值的点去除，若是，则根据大于所述第二预设阈值的点的轨迹信息以及所述打磨头的第二矢量信息，对所述待加工的工件进行加工。

9.根据权利要求6-8任一所述的生成方法，其特征在于，所述将所述第一点的轨迹信息和所述第一矢量信息对应地转换为打磨工作站中打磨头的第三点的轨迹信息和第二矢量信息具体为：

获取引导器在标定器上的第一位姿信息以及所述打磨头在所述标定器上的第二位姿信息；

根据所述第一位姿信息以及所述第二位姿信息，计算所述第一位姿信息以及所述第二位姿信息之间的函数关系；

根据所述第一位姿信息以及所述第二位姿信息之间的函数关系，将所述第一点的轨迹信息、所述第二点的轨迹信息以及所述第一矢量信息转换为所述第三点的轨迹信息以及所述第二矢量信息。