CN109590815A - 智能打磨系统、方法以及计算机可读存储介质 - Google Patents

智能打磨系统、方法以及计算机可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种智能打磨系统、方法以及计算机可读存储介质，其中智能打磨系统包括工业机器人、六维力传感器、末端夹持装置、固定夹持装置、三维扫描装置、砂带打磨机、柔性打磨头、除尘装置、智能打磨控制系统。本发明利用工业机器人和六维力传感器实现构件的高精度力控打磨，利用三维扫描装置实现构件的高精度测量，闭环地自动重复测量‑打磨过程直到构件精度满足设定值，能够完成多品种、单件小批量卫星碳纤维复合材料构件的智能打磨，代替手工作业，提高打磨质量和效率。

Description

智能打磨系统、方法以及计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及打磨技术领域，具体地，涉及一种智能打磨系统、方法以及计算机可读存储介质，尤其涉及一种用于打磨卫星碳纤维复合材料构件的智能打磨系统及打磨方法。
背景技术
轻量化是卫星结构发展永恒的追求，碳纤维复合材料具有密度小、模量高、强度高、热膨胀系数小的固有特点，以及具有良好的抗腐蚀、抗疲劳、阻尼特性等优异性能，是卫星结构材料的绝对主力。典型的卫星结构如桁架结构主要由碳纤维复合材料杆件和接头等组成，采用了全胶接的连接方式，在其制造装配过程中碳纤维复合材料构件的打磨是一个关键环节，一方面，为了保证无应力装配，必须通过打磨构件精确控制装配时的胶接间隙，另一方面，为了保证胶接强度，必须对胶接面进行打磨毛化处理。
由于卫星碳纤维复合材料构件的形状复杂，并且是典型的多品种单件小批量产品，目前仍以手工打磨为主要方法，很大程度上依赖操作工人的经验和技能水平，难以精确控制构件的打磨精度，产品质量一致性差，打磨效率低下，产生的碳纤维粉尘污染环境、危害健康，因此提供一种用于打磨卫星碳纤维复合材料构件的智能打磨系统及打磨方法，代替手工作业，提高打磨质量和效率，具有较高的必要性和实用意义。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种智能打磨系统、方法以及计算机可读存储介质。
根据本发明提供的一种智能打磨系统，用于打磨待加工工件，包括打磨部分和控制部分；
所述控制部分能够控制打磨部分对待加工工件进行加工；
所述打磨部分包括工业机器人、信息采集反馈模块、夹持模块、末端执行模块；所述控制部分包括智能打磨控制模块；
所述工业机器人能够使得待加工工件实现打磨过程中的多自由度运动，实时调整待加工工件的位置和姿态；
在所述智能打磨控制模块(109)的控制下，所述信息采集反馈模块、夹持模块以及末端执行模块，能够根据预设的模式实现对待加工工件的智能打磨。
优选地：
所述末端执行模块包括砂带打磨机和/或柔性打磨头；所述砂带打磨机能够对待加工工件的外壁进行砂带打磨；所述柔性打磨头能够对待加工工件的内壁进行柔性打磨；
所述夹持模块包括末端夹持装置和/或固定夹持装置；所述末端夹持装置设置在工业机器人的末端，能够夹持待加工工件和/或柔性打磨头；所述固定夹持装置固定在地面或操作台，能够夹持待加工工件；
所述信息采集反馈模块包括六维力传感器和/或三维扫描装置；所述六维力传感器能够测量待加工工件在打磨过程中沿X、Y、Z轴3个方向的力和绕X、Y、Z轴旋转的3个方向上的力矩；所述三维扫描装置能够扫描待加工工件的外形尺寸，获得三维点云数据。
优选地，所述末端夹持装置包括第一夹持机构、第一电机以及第一传感器；所述第一夹持机构被第一电机驱动，能够对待加工工件和/或柔性打磨头实现夹紧或松开操作；所述第一传感器设置在第一夹持机构上，能够测量第一夹持机构的夹紧力。
优选地，所述固定夹持装置包括第二夹持机构、第二电机以及第二传感器；所述第二夹持机构被第二电机驱动，能够对待加工工件实现夹紧或松开操作；所述第二传感器设置在第二夹持机构上，能够测量第二夹持机构的夹紧力。
优选地，所述智能打磨控制模块包括工业计算机、工业机器人控制柜、位置控制回路、力和力矩控制回路、末端夹持装置控制回路、固定夹持装置控制回路、三维扫描控制回路以及砂带打磨机控制回路；所述工业计算机分别与工业机器人控制柜、六维力传感器、末端夹持装置、固定夹持装置、三维扫描装置以及砂带打磨机通讯连接。
优选地，所述智能打磨系统还包括除尘装置；所述智能打磨控制模块还包括除尘装置控制回路；
所述除尘装置能够吸除待加工工件打磨过程中产生的粉尘，包括真空泵、电磁阀、除尘管路、除尘头、第三传感器；所述真空泵与除尘管路相连接，能够提供负压；所述电磁阀设置在除尘管路上，能够通断气路；所述除尘头与除尘管路相连接，能够吸入粉尘；所述第三传感器设置在除尘管路内，能够测量负压。
优选地，所述待打磨工件为卫星碳纤维复合材料构件。
根据本发明提供的一种智能打磨方法，利用上述的智能打磨系统，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，对用于打磨卫星碳纤维复合材料构件的智能打磨单元进行初始化；
步骤2，设置待打磨卫星碳纤维复合材料构件的类型；
步骤3，判断待打磨的类型是外壁还是内壁，若是外壁，进入步骤4，若是内壁，进入步骤7；
步骤4，工业机器人末端夹持装置夹持待打磨卫星碳纤维复合材料构件；
步骤5，固定夹持装置夹持三维扫描装置；
步骤6，工业机器人带动构件运动，三维扫描装置扫描构件外壁，之后进入步骤10；
步骤7，固定夹持装置夹持待打磨卫星碳纤维复合材料构件；
步骤8，工业机器人末端夹持装置夹持三维扫描装置；
步骤9，工业机器人带动三维扫描装置运动，扫描构件内壁；
步骤10，在工业计算机中，将三维点云数据重构为三维实物模型；
步骤11，在工业计算机中，将三维实物模型与三维设计模型比较，自动计算误差；
步骤12，判断误差是否小于设定阈值，若误差不小于设定阈值，进入步骤13，若误差小于设定阈值，进入步骤14；
步骤13，根据误差自动确定打磨位置和打磨量，进入步骤16；
步骤14，判断卫星碳纤维复合材料构件有没有被打磨过，若卫星碳纤维复合材料构件没有被打磨过，进入步骤15，若卫星碳纤维复合材料构件被打磨过，进入步骤32；
步骤15，根据设置自动确定打磨位置和打磨量；
步骤16，根据三维实物模型自动规划打磨轨迹；
步骤17，判断待打磨的类型是外壁还是内壁，若是外壁，进入步骤18，若是内壁，进入步骤25；
步骤18，工业机器人带动构件运动，自动调整位姿；
步骤19，判断构件的位姿是否满足设定值，若构件的位姿满足设定值，进入步骤20，若构件的位姿不满足设定值，进入步骤18；
步骤20，砂带打磨机打磨卫星碳纤维复合材料构件外壁；
步骤21，判断本区域是否打磨完成，若本区域打磨完成，进入步骤24，若本区域打磨未完成，进入步骤22；
步骤22，砂带打磨机打磨过程中，实时判断打磨力和力矩是否满足设定值，若打磨力和力矩满足设定值，进入步骤20，若打磨力和力矩不满足设定值，进入步骤23；
步骤23，工业机器人带动卫星碳纤维复合材料构件运动，自动微调位姿，进入步骤20；
步骤24，判断本次是否打磨完成，若本次打磨完成，进入步骤6，若本次打磨未完成，进入步骤18；
步骤25，工业机器人带动柔性打磨头运动，自动调整位姿；
步骤26，判断柔性打磨头的位姿是否满足设定值，若柔性打磨头的位姿满足设定值，进入步骤27，若柔性打磨头的位姿不满足设定值，进入步骤25；
步骤27，工业机器人带动柔性打磨头打磨卫星碳纤维复合材料构件内壁；
步骤28，判断本区域是否打磨完成，若本区域打磨完成，进入步骤31，若本区域打磨未完成，进入步骤29；
步骤29，工业机器人带动柔性打磨头打磨过程中，实时判断打磨力和力矩是否满足设定值，若打磨力和力矩满足设定值，进入步骤28，若打磨力和力矩不满足设定值，进入步骤30；
步骤30，工业机器人带动柔性打磨头运动，自动微调位姿，进入步骤27；
步骤31，判断本次是否打磨完成，若本次打磨完成，进入步骤9，若本次打磨未完成，进入步骤25；
步骤32，构件打磨完成；
步骤33，结束。
根据本发明提供的一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的智能打磨方法的步骤。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明提供的智能打磨系统，采用模块化设计，具有可拓展性强、可靠性高的优点；
2、本发明提供的智能打磨系统，可以完成多品种、单件小批量卫星碳纤维复合材料构件的自动化高精度打磨，提高了打磨质量和效率，避免了粉尘污染；
3、本发明提供的智能方法，具有流程清晰、兼容性好，加工效率高的优点。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明提供的智能打磨系统示意图；
图2为本发明提供的智能打磨方法的流程示意图。
图中示出：
工业机器人101
六维力传感器102
末端夹持装置103
固定夹持装置104
三维扫描装置105
砂带打磨机106
柔性打磨头107
除尘装置108
智能打磨控制模块109
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
根据本发明提供的一种智能打磨系统，用于打磨待加工工件，包括打磨部分和控制部分；所述控制部分能够控制打磨部分对待加工工件进行加工；所述打磨部分包括工业机器人101、信息采集反馈模块、夹持模块、末端执行模块；所述控制部分包括智能打磨控制模块109；所述工业机器人101能够使得待加工工件实现打磨过程中的多自由度运动，实时调整待加工工件的位置和姿态；在所述智能打磨控制模块109的控制下，所述信息采集反馈模块、夹持模块以及末端执行模块，能够根据预设的模式实现对待加工工件的智能打磨。
优选地，所述末端执行模块包括砂带打磨机106和/或柔性打磨头107；所述砂带打磨机106能够对待加工工件的外壁进行砂带打磨；所述柔性打磨头107能够对待加工工件的内壁进行柔性打磨；所述夹持模块包括末端夹持装置103和/或固定夹持装置104；所述末端夹持装置103设置在工业机器人101的末端，能够夹持待加工工件和/或柔性打磨头107；所述固定夹持装置104固定在地面或操作台，能够夹持待加工工件；所述信息采集反馈模块包括六维力传感器102和/或三维扫描装置105；所述六维力传感器102能够测量待加工工件在打磨过程中沿X、Y、Z轴3个方向的力和绕X、Y、Z轴旋转的3个方向上的力矩；所述三维扫描装置105能够扫描待加工工件的外形尺寸，获得三维点云数据。所述末端夹持装置103包括第一夹持机构、第一电机以及第一传感器；所述第一夹持机构被第一电机驱动，能够对待加工工件和/或柔性打磨头107实现夹紧或松开操作；所述第一传感器设置在第一夹持机构上，能够测量第一夹持机构的夹紧力。所述固定夹持装置104包括第二夹持机构、第二电机以及第二传感器；所述第二夹持机构被第二电机驱动，能够对待加工工件实现夹紧或松开操作；所述第二传感器设置在第二夹持机构上，能够测量第二夹持机构的夹紧力。
具体地，所述智能打磨控制模块109包括工业计算机、工业机器人控制柜、位置控制回路、力和力矩控制回路、末端夹持装置控制回路、固定夹持装置控制回路、三维扫描控制回路以及砂带打磨机控制回路；所述工业计算机分别与工业机器人控制柜、六维力传感器102、末端夹持装置103、固定夹持装置104、三维扫描装置105以及砂带打磨机106通讯连接。所述智能打磨系统还包括除尘装置108；所述智能打磨控制模块109还包括除尘装置控制回路；所述除尘装置108能够吸除待加工工件打磨过程中产生的粉尘，包括真空泵、电磁阀、除尘管路、除尘头、第三传感器；所述真空泵与除尘管路相连接，能够提供负压；所述电磁阀设置在除尘管路上，能够通断气路；所述除尘头与除尘管路相连接，能够吸入粉尘；所述第三传感器设置在除尘管路内，能够测量负压。所述待打磨工件为卫星碳纤维复合材料构件。
根据本发明提供的一种智能打磨方法，利用上述的智能打磨系统，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，对用于打磨卫星碳纤维复合材料构件的智能打磨单元进行初始化；
步骤2，设置待打磨卫星碳纤维复合材料构件的类型；
步骤3，判断待打磨的类型是外壁还是内壁，若是外壁，进入步骤4，若是内壁，进入步骤7；
步骤4，工业机器人末端夹持装置夹持待打磨卫星碳纤维复合材料构件；
步骤5，固定夹持装置夹持三维扫描装置；
步骤6，工业机器人带动构件运动，三维扫描装置扫描构件外壁，之后进入步骤10；
步骤7，固定夹持装置夹持待打磨卫星碳纤维复合材料构件；
步骤8，工业机器人末端夹持装置夹持三维扫描装置；
步骤9，工业机器人带动三维扫描装置运动，扫描构件内壁；
步骤10，在工业计算机中，将三维点云数据重构为三维实物模型；
步骤11，在工业计算机中，将三维实物模型与三维设计模型比较，自动计算误差；
步骤12，判断误差是否小于设定阈值，若误差不小于设定阈值，进入步骤13，若误差小于设定阈值，进入步骤14；
步骤13，根据误差自动确定打磨位置和打磨量，进入步骤16；
步骤14，判断卫星碳纤维复合材料构件有没有被打磨过，若卫星碳纤维复合材料构件没有被打磨过，进入步骤15，若卫星碳纤维复合材料构件被打磨过，进入步骤32；
步骤15，根据设置自动确定打磨位置和打磨量；
步骤16，根据三维实物模型自动规划打磨轨迹；
步骤17，判断待打磨的类型是外壁还是内壁，若是外壁，进入步骤18，若是内壁，进入步骤25；
步骤18，工业机器人带动构件运动，自动调整位姿；
步骤19，判断构件的位姿是否满足设定值，若构件的位姿满足设定值，进入步骤20，若构件的位姿不满足设定值，进入步骤18；
步骤20，砂带打磨机打磨卫星碳纤维复合材料构件外壁；
步骤21，判断本区域是否打磨完成，若本区域打磨完成，进入步骤24，若本区域打磨未完成，进入步骤22；
步骤22，砂带打磨机打磨过程中，实时判断打磨力和力矩是否满足设定值，若打磨力和力矩满足设定值，进入步骤20，若打磨力和力矩不满足设定值，进入步骤23；
步骤23，工业机器人带动卫星碳纤维复合材料构件运动，自动微调位姿，进入步骤20；
步骤24，判断本次是否打磨完成，若本次打磨完成，进入步骤6，若本次打磨未完成，进入步骤18；
步骤25，工业机器人带动柔性打磨头运动，自动调整位姿；
步骤26，判断柔性打磨头的位姿是否满足设定值，若柔性打磨头的位姿满足设定值，进入步骤27，若柔性打磨头的位姿不满足设定值，进入步骤25；
步骤27，工业机器人带动柔性打磨头打磨卫星碳纤维复合材料构件内壁；
步骤28，判断本区域是否打磨完成，若本区域打磨完成，进入步骤31，若本区域打磨未完成，进入步骤29；
步骤29，工业机器人带动柔性打磨头打磨过程中，实时判断打磨力和力矩是否满足设定值，若打磨力和力矩满足设定值，进入步骤28，若打磨力和力矩不满足设定值，进入步骤30；
步骤30，工业机器人带动柔性打磨头运动，自动微调位姿，进入步骤27；
步骤31，判断本次是否打磨完成，若本次打磨完成，进入步骤9，若本次打磨未完成，进入步骤25；
步骤32，构件打磨完成；
步骤33，结束。
根据本发明提供的一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的智能打磨方法的步骤。
更具体地，本发明的优选例针对卫星碳纤维复合材料构件的打磨，利用工业机器人101和六维力传感器102实现构件的高精度力控打磨，利用三维扫描装置105实现构件的高精度测量，闭环地自动重复测量-打磨过程直到构件精度满足设定值，能够完成多品种、单件小批量卫星碳纤维复合材料构件的智能打磨，代替手工作业，提高打磨质量和效率。
进一步地，如图1所示，本发明优选例的智能打磨系统包括工业机器人101、六维力传感器102、末端夹持装置103、固定夹持装置104、三维扫描装置105、砂带打磨机106、柔性打磨头107、除尘装置108、智能打磨控制系统109；其中：
-工业机器人101，用于实现打磨过程中的多自由度运动，实时调整卫星碳纤维复合材料构件的位置和姿态；
-六维力传感器102，用于测量卫星碳纤维复合材料构件打磨过程中的沿X、Y、Z轴3个方向上的力和绕X、Y、Z轴3个方向上的力矩，实现力控打磨；
-末端夹持装置103，安装在工业机器人末端，用于夹持卫星碳纤维复合材料构件(或者柔性打磨头)；
-固定夹持装置104，固定在地面上，用于夹持卫星碳纤维复合材料构件；
-三维扫描装置105，用于快速测量卫星碳纤维复合材料构件的外形尺寸，获得三维点云数据；
-砂带打磨机106，用于对卫星碳纤维复合材料构件外壁进行砂带打磨；
-柔性打磨头107，用于对卫星碳纤维复合材料构件内壁进行柔性打磨；
-除尘装置108，用于吸除卫星碳纤维复合材料构件打磨过程产生中的粉尘；
-智能打磨控制系统109，用于控制整个打磨过程，实现对卫星碳纤维复合材料构件智能化的打磨。
所述工业机器人101为6自由度串联式机器人。所述六维力传感器102为测量沿X、Y、Z轴3个方向上的力和绕X、Y、Z轴3个方向上的力矩的传感器。所述末端夹持装置103包括：第一夹持机构、第一电机、第一传感器，所述第一电机与第一夹持机构相连接，用于驱动第一夹持机构夹紧或松开待打磨的卫星碳纤维复合材料构件(或柔性打磨头)；所述第一传感器与第一夹持机构相连接，用于测量夹紧力。所述固定夹持装置104包括：第二夹持机构、第二电机、第二传感器，所述第二电机与第二夹持机构相连接，用于驱动第二夹持机构夹紧或松开待打磨的卫星碳纤维复合材料构件；所述第二传感器与第二夹持机构相连接，用于测量夹紧力。所述三维扫描装置105为非接触式的、采用结构光投影和立体视觉获得构件外形三维点云数据的装置。所述砂带打磨机106为固定在地面的小型砂带打磨机，典型的砂带宽度为10mm～50mm，典型的砂带目数范围为100目～400目。优选地，所述柔性打磨头107为表面粘贴砂纸的橡胶打磨头，典型的砂纸目数范围为100目～400目。所述除尘装置108包括：真空泵、电磁阀、除尘管路、除尘头、传感器，所述真空泵与除尘管路相连接，用于提供负压；所述电磁阀与除尘管路相连接，用于通断气路；所述除尘头与除尘管路相连接，用于吸入碳纤维粉尘；所述传感器与除尘管路相连接，用于测量负压。所述智能打磨控制系统109包括：工业计算机、工业机器人控制柜、位置控制回路、力和力矩控制回路、末端夹持装置控制回路、固定夹持装置控制回路、三维扫描控制回路、砂带打磨机控制回路、除尘装置控制回路。所述工业计算机分别与工业机器人控制柜、六维力传感器102、末端夹持装置103、固定夹持装置104、三维扫描装置105、砂带打磨机106、除尘装置108电连接。
更进一步地，本发明优选例的智能打磨方法，其流程如图2所示，包括如下步骤：
步骤1，对用于打磨卫星碳纤维复合材料构件的智能打磨单元进行初始化；
步骤2，设置待打磨卫星碳纤维复合材料构件的类型；
步骤3，判断待打磨的类型是外壁还是内壁，若是外壁，进入步骤4，若是内壁，进入步骤7；
步骤4，工业机器人末端夹持装置夹持待打磨卫星碳纤维复合材料构件；
步骤5，固定夹持装置夹持三维扫描装置；
步骤6，工业机器人带动构件运动，三维扫描装置扫描构件外壁，之后进入步骤10；
步骤7，固定夹持装置夹持待打磨卫星碳纤维复合材料构件；
步骤8，工业机器人末端夹持装置夹持三维扫描装置；
步骤9，工业机器人带动三维扫描装置运动，扫描构件内壁；
步骤10，在工业计算机中，将三维点云数据重构为三维实物模型；
步骤11，在工业计算机中，将三维实物模型与三维设计模型比较，自动计算误差；
步骤12，判断误差是否小于设定阈值，若误差不小于设定阈值，进入步骤13，若误差小于设定阈值，进入步骤14；
步骤13，根据误差自动确定打磨位置和打磨量，进入步骤16；
步骤14，判断卫星碳纤维复合材料构件有没有被打磨过，若卫星碳纤维复合材料构件没有被打磨过，进入步骤15，若卫星碳纤维复合材料构件被打磨过，进入步骤32；
步骤15，根据设置自动确定打磨位置和打磨量；
步骤16，根据三维实物模型自动规划打磨轨迹；
步骤17，判断待打磨的类型是外壁还是内壁，若是外壁，进入步骤18，若是内壁，进入步骤25；
步骤18，工业机器人带动构件运动，自动调整位姿；
步骤19，判断构件的位姿是否满足设定值，若构件的位姿满足设定值，进入步骤20，若构件的位姿不满足设定值，进入步骤18；
步骤20，砂带打磨机打磨卫星碳纤维复合材料构件外壁；
步骤21，判断本区域是否打磨完成，若本区域打磨完成，进入步骤24，若本区域打磨未完成，进入步骤22；
步骤22，砂带打磨机打磨过程中，实时判断打磨力和力矩是否满足设定值，若打磨力和力矩满足设定值，进入步骤20，若打磨力和力矩不满足设定值，进入步骤23；
步骤23，工业机器人带动卫星碳纤维复合材料构件运动，自动微调位姿，进入步骤20；
步骤24，判断本次是否打磨完成，若本次打磨完成，进入步骤6，若本次打磨未完成，进入步骤18；
步骤25，工业机器人带动柔性打磨头运动，自动调整位姿；
步骤26，判断柔性打磨头的位姿是否满足设定值，若柔性打磨头的位姿满足设定值，进入步骤27，若柔性打磨头的位姿不满足设定值，进入步骤25；
步骤27，工业机器人带动柔性打磨头打磨卫星碳纤维复合材料构件内壁；
步骤28，判断本区域是否打磨完成，若本区域打磨完成，进入步骤31，若本区域打磨未完成，进入步骤29；
步骤29，工业机器人带动柔性打磨头打磨过程中，实时判断打磨力和力矩是否满足设定值，若打磨力和力矩满足设定值，进入步骤28，若打磨力和力矩不满足设定值，进入步骤30；
步骤30，工业机器人带动柔性打磨头运动，自动微调位姿，进入步骤27；
步骤31，判断本次是否打磨完成，若本次打磨完成，进入步骤9，若本次打磨未完成，进入步骤25；
步骤32，构件打磨完成；
步骤33，结束。
综上所述，本发明提供一种用于打磨卫星碳纤维复合材料构件的智能打磨单元及打磨方法，利用工业机器人和六维力传感器实现构件的高精度力控打磨，利用三维扫描装置实现构件的高精度测量，闭环地自动重复测量-打磨过程直到构件精度满足设定值，能够完成多品种、单件小批量卫星碳纤维复合材料构件的智能打磨，代替手工作业，提高打磨质量和效率。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (9)

1.一种智能打磨系统，用于打磨待加工工件，其特征在于，包括打磨部分和控制部分；
所述控制部分能够控制打磨部分对待加工工件进行加工；
所述打磨部分包括工业机器人(101)、信息采集反馈模块、夹持模块、末端执行模块；所述控制部分包括智能打磨控制模块(109)；
所述工业机器人(101)能够使得待加工工件实现打磨过程中的多自由度运动，实时调整待加工工件的位置和姿态；
在所述智能打磨控制模块(109)的控制下，所述信息采集反馈模块、夹持模块以及末端执行模块，能够根据预设的模式实现对待加工工件的智能打磨。
2.根据权利要求1所述的智能打磨系统，其特征在于：
所述末端执行模块包括砂带打磨机(106)和/或柔性打磨头(107)；所述砂带打磨机(106)能够对待加工工件的外壁进行砂带打磨；所述柔性打磨头(107)能够对待加工工件的内壁进行柔性打磨；
所述夹持模块包括末端夹持装置(103)和/或固定夹持装置(104)；所述末端夹持装置(103)设置在工业机器人(101)的末端，能够夹持待加工工件和/或柔性打磨头(107)；所述固定夹持装置(104)固定在地面或操作台，能够夹持待加工工件；
所述信息采集反馈模块包括六维力传感器(102)和/或三维扫描装置(105)；所述六维力传感器(102)能够测量待加工工件在打磨过程中沿X、Y、Z轴3个方向的力和绕X、Y、Z轴旋转的3个方向上的力矩；所述三维扫描装置(105)能够扫描待加工工件的外形尺寸，获得三维点云数据。
3.根据权利要求2所述的智能打磨系统，其特征在于，所述末端夹持装置(103)包括第一夹持机构、第一电机以及第一传感器；所述第一夹持机构被第一电机驱动，能够对待加工工件和/或柔性打磨头(107)实现夹紧或松开操作；所述第一传感器设置在第一夹持机构上，能够测量第一夹持机构的夹紧力。
4.根据权利要求2所述的智能打磨系统，其特征在于，所述固定夹持装置(104)包括第二夹持机构、第二电机以及第二传感器；所述第二夹持机构被第二电机驱动，能够对待加工工件实现夹紧或松开操作；所述第二传感器设置在第二夹持机构上，能够测量第二夹持机构的夹紧力。
5.根据权利要求1所述的智能打磨系统，其特征在于，所述智能打磨控制模块(109)包括工业计算机、工业机器人控制柜、位置控制回路、力和力矩控制回路、末端夹持装置控制回路、固定夹持装置控制回路、三维扫描控制回路以及砂带打磨机控制回路；所述工业计算机分别与工业机器人控制柜、六维力传感器(102)、末端夹持装置(103)、固定夹持装置(104)、三维扫描装置(105)以及砂带打磨机(106)通讯连接。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的智能打磨系统，其特征在于，所述智能打磨系统还包括除尘装置(108)；所述智能打磨控制模块(109)还包括除尘装置控制回路；
所述除尘装置(108)能够吸除待加工工件打磨过程中产生的粉尘，包括真空泵、电磁阀、除尘管路、除尘头、第三传感器；所述真空泵与除尘管路相连接，能够提供负压；所述电磁阀设置在除尘管路上，能够通断气路；所述除尘头与除尘管路相连接，能够吸入粉尘；所述第三传感器设置在除尘管路内，能够测量负压。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的智能打磨系统，其特征在于，所述待打磨工件为卫星碳纤维复合材料构件。
8.一种智能打磨方法，利用权利要求1至7中任一项所述的智能打磨系统，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，对用于打磨卫星碳纤维复合材料构件的智能打磨单元进行初始化；
步骤2，设置待打磨卫星碳纤维复合材料构件的类型；
步骤3，判断待打磨的类型是外壁还是内壁，若是外壁，进入步骤4，若是内壁，进入步骤7；
步骤4，工业机器人末端夹持装置夹持待打磨卫星碳纤维复合材料构件；
步骤5，固定夹持装置夹持三维扫描装置；
步骤6，工业机器人带动构件运动，三维扫描装置扫描构件外壁，之后进入步骤10；
步骤7，固定夹持装置夹持待打磨卫星碳纤维复合材料构件；
步骤8，工业机器人末端夹持装置夹持三维扫描装置；
步骤9，工业机器人带动三维扫描装置运动，扫描构件内壁；
步骤10，在工业计算机中，将三维点云数据重构为三维实物模型；
步骤11，在工业计算机中，将三维实物模型与三维设计模型比较，自动计算误差；
步骤12，判断误差是否小于设定阈值，若误差不小于设定阈值，进入步骤13，若误差小于设定阈值，进入步骤14；
步骤13，根据误差自动确定打磨位置和打磨量，进入步骤16；
步骤14，判断卫星碳纤维复合材料构件有没有被打磨过，若卫星碳纤维复合材料构件没有被打磨过，进入步骤15，若卫星碳纤维复合材料构件被打磨过，进入步骤32；
步骤15，根据设置自动确定打磨位置和打磨量；
步骤16，根据三维实物模型自动规划打磨轨迹；
步骤17，判断待打磨的类型是外壁还是内壁，若是外壁，进入步骤18，若是内壁，进入步骤25；
步骤18，工业机器人带动构件运动，自动调整位姿；
步骤19，判断构件的位姿是否满足设定值，若构件的位姿满足设定值，进入步骤20，若构件的位姿不满足设定值，进入步骤18；
步骤20，砂带打磨机打磨卫星碳纤维复合材料构件外壁；
步骤21，判断本区域是否打磨完成，若本区域打磨完成，进入步骤24，若本区域打磨未完成，进入步骤22；
步骤22，砂带打磨机打磨过程中，实时判断打磨力和力矩是否满足设定值，若打磨力和力矩满足设定值，进入步骤20，若打磨力和力矩不满足设定值，进入步骤23；
步骤23，工业机器人带动卫星碳纤维复合材料构件运动，自动微调位姿，进入步骤20；
步骤24，判断本次是否打磨完成，若本次打磨完成，进入步骤6，若本次打磨未完成，进入步骤18；
步骤25，工业机器人带动柔性打磨头运动，自动调整位姿；
步骤26，判断柔性打磨头的位姿是否满足设定值，若柔性打磨头的位姿满足设定值，进入步骤27，若柔性打磨头的位姿不满足设定值，进入步骤25；
步骤27，工业机器人带动柔性打磨头打磨卫星碳纤维复合材料构件内壁；
步骤28，判断本区域是否打磨完成，若本区域打磨完成，进入步骤31，若本区域打磨未完成，进入步骤29；
步骤29，工业机器人带动柔性打磨头打磨过程中，实时判断打磨力和力矩是否满足设定值，若打磨力和力矩满足设定值，进入步骤28，若打磨力和力矩不满足设定值，进入步骤30；
步骤30，工业机器人带动柔性打磨头运动，自动微调位姿，进入步骤27；
步骤31，判断本次是否打磨完成，若本次打磨完成，进入步骤9，若本次打磨未完成，进入步骤25；
步骤32，构件打磨完成；
步骤33，结束。
9.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求8所述的智能打磨方法的步骤。
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