CN111571612B - 高铁白车身多机器人协同打磨控制方法、装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及工业机器人磨削加工技术领域，具体公开了一种高铁白车身多机器人协同打磨控制方法，其中，包括：获取高铁白车身的扫描图像，根据扫描图像得到所有高点缺陷区域；根据所有高点缺陷区域生成缺陷打磨的机器人轨迹；将缺陷打磨的机器人轨迹发送至系统控制柜；获取高铁白车身的打磨工段；根据打磨工段确定高铁白车身的整体打磨路径；根据整体打磨路径生成整体打磨控制信号；将整体打磨控制信号发送至系统控制柜。本发明还公开了一种高铁白车身多机器人协同打磨控制及系统。本发明提供的高铁白车身多机器人协同打磨控制方法通过合理规划打磨的路径来确定机器人的打磨单元和打磨的工段，为高铁白车身腻子打磨到位并且满足打磨要求提供了保证。

Description

高铁白车身多机器人协同打磨控制方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及工业机器人磨削加工技术领域，尤其涉及一种高铁白车身多机器人协同打磨控制方法、高铁白车身多机器人协同打磨控制装置及包括该高铁白车身多机器人协同打磨控制装置的高铁白车身多机器人协同打磨系统。
背景技术
近年来我国高铁建设里程持续快速增长，对高铁车体的生产也提出了更加旺盛的需求。如何快速、高效地满足市场需求，降低生产成本、提升智能制造水平，实现产业升级是各大机车厂必然面对的问题。
在车体生产过程中为满足车辆表面美观、平整等要求，对车体表面的涂装作业要求非常高。为了满足车体表面质量要求，需要在车体表面多次刮涂腻子找平，然后再打磨、涂腻子、喷中涂漆、打磨、喷面漆、打磨。在作业过程中需要多次进行打磨作业，其打磨质量不仅影响车体表面的平整度、美观性，而且对下一道涂层的附着力有着直接影响，对整个涂层质量和寿命有直接影响。
高铁白车身在涂抹白色腻子后，其型面处几乎普遍需要打磨。目前，我国生产高铁的骨干企业在车身涂装工序仍以手工方式为主，尤其是打磨作业基本全都采用手工方式。其打磨过程劳动量大、效率低、环境差，且容易受作业者情绪、体力、熟练程度等主观因素影响，操作随意性大、打磨去除量难以稳定控制、容易出现打磨不良区域。同时油漆、腻子等有机涂层的打磨过程中产生大量粉尘，还存在严重的粉尘污染、有害健康等问题。
现阶段工业应用中已存在商品化机器人打磨系统，但多是针对小型工件。对于高铁白车身类大型零部件的打磨作业，由于存在其尺寸范围大、外形多变，且由于人工涂抹腻子时用力不均匀和经验不足，导致某些区域腻子涂抹高低不平，波动范围大，以及还有很多涂抹工具留下的肉眼可见的细棱等等涂抹的局部缺陷。
发明内容
本发明提供了一种高铁白车身多机器人协同打磨控制方法、高铁白车身多机器人协同打磨控制装置及包括该高铁白车身多机器人协同打磨控制装置的高铁白车身多机器人协同打磨系统，解决相关技术中存在的缺乏对高铁白车身进行自动打磨的技术问题。
作为本发明的第一个方面，提供一种高铁白车身多机器人协同打磨控制方法，其中，包括：
获取高铁白车身的扫描图像，根据所述扫描图像得到所有高点缺陷区域；
根据所有高点缺陷区域生成缺陷打磨的机器人轨迹；
将所述缺陷打磨的机器人轨迹发送至系统控制柜，以控制机器人打磨装置对所有高点缺陷区域进行打磨；
当确定所有高点缺陷区域打磨完成后，获取高铁白车身的打磨工段；
根据所述打磨工段确定高铁白车身的整体打磨路径；
根据所述整体打磨路径生成整体打磨控制信号；
将所述整体打磨控制信号发送至系统控制柜，以控制机器人打磨装置对所述高铁白车身进行整体打磨。
进一步地，所述高铁白车身多机器人协同打磨控制方法还包括在所述当确定所有高点缺陷区域打磨完成后，获取高铁白车身的打磨工段的步骤前进行的：
重复获取所述高铁白车身的扫描图像的步骤；
判断所述扫描图像中是否存在高点缺陷区域；
若所述扫描图像中不存在高点缺陷区域，则确定所有高点缺陷区域打磨完成；
若所述扫描图像中存在高点缺陷区域，则返回执行所述根据所有高点缺陷区域生成缺陷打磨的机器人轨迹的步骤。
进一步地，所述缺陷打磨的机器人轨迹包括：对所有高点缺陷区域依次进行缺陷打磨的打磨路径。
进一步地，所述高铁白车身的扫描图像，根据所述扫描图像得到所有高点缺陷区域，包括：
获取高铁白车身的扫描图像；
根据所述高铁白车身的扫描图像获取高铁白车身的车体侧面区域；
提取所述车体侧面区域内的所有高点缺陷区域。
进一步地，所述高铁白车身多机器人协同打磨控制方法还包括在所述将所述整体打磨控制信号发送至系统控制柜，以控制机器人打磨装置对所述高铁白车身进行整体打磨的步骤后进行的：
获取所述高铁白车身的每个打磨工段打磨后的扫描图像；
根据每个打磨工段打磨后的扫描图像判断每个打磨工段是否打磨到位；
当每个打磨工段打磨后的扫描图像均与预设理论模型一致时，判定所述高铁白车身打磨到位；
当至少一个打磨工段打磨后的扫描图像与预设理论模型不一致时，判定所述高铁白车身打磨不到位，并返回重新打磨该打磨工段对应的高铁白车身。
进一步地，所述根据所述高铁白车身的打磨工段确定高铁白车身的打磨路径，包括：
获取高铁白车身的模型，并根据高铁白车身的模型和机器人打磨装置的型号确定高铁白车身的打磨工段；
根据所述高铁白车身的打磨工段确定高铁白车身的打磨路径；
将所述高铁白车身的打磨路径进行系统加工仿真，得到仿真结果；
根据所述仿真结果反馈调节所述高铁白车身的打磨路径。
作为本发明的另一个方面，提供一种高铁白车身多机器人协同打磨控制装置，其中，包括存储器和处理器，所述存储器和所述处理器通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令以执行前文所述的高铁白车身多机器人协同打磨控制方法。
作为本发明的另一个方面，提供一种高铁白车身多机器人协同打磨系统，其中，包括：扫描装置、机器人打磨装置、机器人水平导轨、系统控制柜和前文所述的高铁白车身多机器人协同打磨控制装置，所述机器人水平导轨包括设置在高铁白车身的两侧的两根水平导轨，每根水平导轨上均设置有两个所述机器人打磨装置；所述扫描装置设置在所述机器人水平导轨上，且与所述高铁白车身多机器人协同打磨控制装置通信连接；所述高铁白车身多机器人协同打磨控制装置与所述系统控制柜通信连接；所述机器人水平导轨和所述机器人打磨装置均与所述系统控制柜通信连接；
所述扫描装置用于扫描所述高铁白车身，并得到高铁白车身的扫描图像；
所述高铁白车身多机器人协同打磨控制装置能够根据所述高铁白车身的扫描图像得到高铁白车身的所有高点缺陷区域，并能够根据所述高铁白车身的高点缺陷区域生成缺陷打磨的机器人轨迹，并发送至所述系统控制柜，以及能够根据所述高铁白车身的打磨工段确定高铁白车身的打磨路径，并生成打磨控制信号；
所述系统控制柜用于根据所述缺陷打磨的机器人轨迹以及所述打磨控制信号控制机器人打磨装置在所述机器人水平导轨上移动以实现对所述高铁白车身的打磨。
进一步地，所述机器人打磨装置包括：机器人竖直导轨、机器人、自动换砂纸机构和力控打磨头，所述机器人竖直导轨设置在所述机器人水平导轨上，所述机器人设置在所述机器人竖直导轨上，所述自动换砂纸机构和力控打磨头均设置在所述机器人上，所述机器人竖直导轨与所述系统控制柜通信连接，所述机器人与所述高铁白车身多机器人协同打磨控制装置通信连接。
进一步地，所述高铁白车身多机器人协同打磨系统还包括：高负压吸尘装置，所述高负压吸尘装置与所述力控打磨头连接。
本发明提供的高铁白车身多机器人协同打磨控制方法，通过获取高铁白车身的扫描图像，能够得到高铁白车身的所有高点缺陷区域，在控制机器人打磨装置对高铁白车身的高点缺陷区域进行打磨完成后，获取高铁白车身的打磨工段，并确定高铁白车身的打磨路径，并发送至系统控制柜，以此控制机器人打磨装置对高铁白车身进行打磨，这种高铁白车身多机器人协同打磨控制方法不仅能够实现整体打磨，还能够首先对高点缺陷进行打磨，以去除高点缺陷，这种通过合理规划打磨的路径来确定机器人的打磨单元和打磨的工段的方式，为高铁白车身腻子打磨到位并且满足打磨要求提供了保证。另外，由于按照已经规划好的合理的打磨路径来实现车体侧面全方位的打磨，不仅满足打磨的工艺要求，而且能够提高打磨的效率，保证车体加工质量的一致性。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。
图1为本发明提供的高铁白车身多机器人协同打磨控制方法的流程图。
图2为本发明提供的高铁白车身多机器人协同打磨系统的结构示意图。
图3为本发明提供的高铁白车身多机器人协同打磨控制方法的具体实施方式流程图。
图4为本发明提供的高铁白车身多机器人协同打磨控制方法的一种实施方式流程图。
图5为本发明提供的高铁白车身多机器人协同打磨系统的具体实施方式结构示意图。
图6为本发明提供的高铁白车身腻子整体打磨工段和区域划分的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包括，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本实施例中提供了一种高铁白车身多机器人协同打磨控制方法，图1是根据本发明实施例提供的高铁白车身多机器人协同打磨控制方法的流程图，如图1所示，包括：
S110、获取高铁白车身的扫描图像，根据所述扫描图像得到所有高点缺陷区域；
S120、根据所有高点缺陷区域生成缺陷打磨的机器人轨迹；
S130、将所述缺陷打磨的机器人轨迹发送至系统控制柜，以控制机器人打磨装置对所有高点缺陷区域进行打磨；
S140、当确定所有高点缺陷区域打磨完成后，获取高铁白车身的打磨工段；
S150、根据所述打磨工段确定高铁白车身的整体打磨路径；
S160、根据所述整体打磨路径生成整体打磨控制信号；
S170、将所述整体打磨控制信号发送至系统控制柜，以控制机器人打磨装置对所述高铁白车身进行整体打磨。
本发明实施例提供的高铁白车身多机器人协同打磨控制方法，通过获取高铁白车身的扫描图像，能够得到高铁白车身的所有高点缺陷区域，在控制机器人打磨装置对高铁白车身的高点缺陷区域进行打磨完成后，获取高铁白车身的打磨工段，并确定高铁白车身的打磨路径，并发送至系统控制柜，以此控制机器人打磨装置对高铁白车身进行打磨，这种高铁白车身多机器人协同打磨控制方法不仅能够实现整体打磨，还能够首先对高点缺陷进行打磨，以去除高点缺陷，这种通过合理规划打磨的路径来确定机器人的打磨单元和打磨的工段的方式，为高铁白车身腻子打磨到位并且满足打磨要求提供了保证。另外，由于按照已经规划好的合理的打磨路径来实现车体侧面全方位的打磨，不仅满足打磨的工艺要求，而且能够提高打磨的效率，保证车体加工质量的一致性。
具体地，所述高铁白车身多机器人协同打磨控制方法还包括在所述当确定所有高点缺陷区域打磨完成后，获取高铁白车身的打磨工段的步骤前进行的：
重复获取所述高铁白车身的扫描图像的步骤；
判断所述扫描图像中是否存在高点缺陷区域；
若所述扫描图像中不存在高点缺陷区域，则确定所有高点缺陷区域打磨完成；
若所述扫描图像中存在高点缺陷区域，则返回执行所述根据所有高点缺陷区域生成缺陷打磨的机器人轨迹的步骤。
具体地，所述缺陷打磨的机器人轨迹包括：对所有高点缺陷区域依次进行缺陷打磨的打磨路径。
具体地，所述高铁白车身的扫描图像，根据所述扫描图像得到所有高点缺陷区域，包括：
获取高铁白车身的扫描图像；
根据所述高铁白车身的扫描图像获取高铁白车身的车体侧面区域；
提取所述车体侧面区域内的所有高点缺陷区域。
具体地，所述缺陷打磨的机器人轨迹包括：对所有高点缺陷区域依次进行缺陷打磨的打磨路径。
具体地，所述高铁白车身多机器人协同打磨控制方法还包括在所述将所述整体打磨控制信号发送至系统控制柜，以控制机器人打磨装置对所述高铁白车身进行整体打磨的步骤后进行的：
获取所述高铁白车身的每个打磨工段打磨后的扫描图像；
根据每个打磨工段打磨后的扫描图像判断每个打磨工段是否打磨到位；
当每个打磨工段打磨后的扫描图像均与预设理论模型一致时，判定所述高铁白车身打磨到位；
当至少一个打磨工段打磨后的扫描图像与预设理论模型不一致时，判定所述高铁白车身打磨不到位，并返回重新打磨该打磨工段对应的高铁白车身。
下面结合图2所示，提供一种高铁白车身多机器人协同打磨系统，具体包括：机器人水平导轨100、机器人竖直导轨210、机器人220、力控打磨头230、扫描装置300、自动换砂纸机构240、高负压吸尘装置400、高铁白车身500、系统控制柜600和上位机700，通过控制指令实现机器人水平导轨100、机器人竖直导轨210和机器人220的协同运动，机器人220带动力控打磨头230按照规划路径打磨高铁白车身500，大大降低了工人的劳动强度，同时所有机器人各自分工打磨所有车体高点缺陷，使其的高点误差在整体表面误差范围之内，然后协同操作所有机器人进行整体打磨工序，提高了车体表面质量和加工效率。
下面结合图3对本发明提供的高铁白车身多机器人协同打磨控制方法的具体实施方式进行详细说明。
S1、通过位于机器人水平导轨上的扫描装置扫描高铁车体；
S2、实际扫描的模型与理论的模型匹配；
S3、通过标定车体坐标系和打磨头的坐标系，来建立机器人与高铁车体的位置关系；
S4、根据扫描检测出的所有的高点缺陷区域，在线生成专门打磨缺陷的机器人轨迹；
S5、调整高铁车体和机器人的位置，进入第i（i＞0）缺陷打磨区域；
S6、机器人打磨第i缺陷目标区域；
S7、第i缺陷打磨完成后，调整机器人和高铁车体的位置进入车体i+1缺陷的打磨；
S8、重复调整机器人和高铁车体的位置使不同缺陷的所有目标区域打磨到位；
S9、判断高铁车体表面是否打磨到位，若到位则完成高铁车体缺陷的打磨，进行白车身腻子整体打磨，否则重复打磨不同缺陷区域。
S10、调整机器人打磨装置和车体的位置，进入第i（i＞0）工段打磨区域；
S11、机器人单元打磨第i工段的第j（j>0）目标区域；
S12、调整机器人的位置打磨第i工段的j+1目标区域；
S13、重复调整机器人的位置打磨第i工段的所有目标区域；
S14、第i工段打磨完成后，调整机器人和车体的位置进入车体i+1工段的打磨；
S15、重复调整高铁车体和机器人的位置使不同工段的所有目标区域打磨到位；
S16、判断高铁白车身表面是否打磨到位，若到位则完成高铁白车身的打磨，否则重复打磨不同工段的不同目标区域。
具体地，所述根据所述高铁白车身的打磨工段确定高铁白车身的打磨路径，包括：
获取高铁白车身的模型，并根据高铁白车身的模型和机器人打磨装置的型号确定高铁白车身的打磨工段；
根据所述高铁白车身的打磨工段确定高铁白车身的打磨路径；
将所述高铁白车身的打磨路径进行系统加工仿真，得到仿真结果；
根据所述仿真结果反馈调节所述高铁白车身的打磨路径。
可以理解的是，如图4所示，在对高铁白车身进行打磨前，通过仿真确定打磨路径，具体可以包括：
根据高铁白车身的CAD模型和机器人的型号来确定工作范围；
根据模型的长度确定车体打磨的工段；
在路径规划软件中规划整体加工路径；
在RobotStudio仿真软件中进行系统加工仿真；
通过仿真来判断是打磨到位和发生干涉，从而合理规划整体打磨路径。
作为本发明的另一实施例，提供一种高铁白车身多机器人协同打磨控制装置，其中，包括存储器和处理器，所述存储器和所述处理器通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令以执行前文所述的高铁白车身多机器人协同打磨控制方法。
应当理解的是，前文所述上位机具体可以为本发明实施例的高铁白车身多机器人协同打磨控制装置。
作为本发明的另一实施例，提供一种高铁白车身多机器人协同打磨系统，其中，如图2和图5所示，包括：机器人打磨装置200、扫描装置300、机器人水平导轨100、系统控制柜600和前文所述的高铁白车身多机器人协同打磨控制装置700，所述机器人水平导轨100包括设置在高铁白车身500的两侧的两根水平导轨，每根水平导轨上均设置有两个所述机器人打磨装置200；所述扫描装置300设置在所述机器人水平导轨100上，且与所述高铁白车身多机器人协同打磨控制装置700通信连接；所述高铁白车身多机器人协同打磨控制装置700与所述系统控制柜600通信连接，所述机器人水平导轨100和所述机器人打磨装置200均与所述系统控制柜600通信连接；
所述扫描装置300用于扫描所述高铁白车身，并得到高铁白车身的扫描图像；
所述高铁白车身多机器人协同打磨控制装置700能够根据所述高铁白车身的扫描图像得到高铁白车身的所有高点缺陷区域，并能够根据所述高铁白车身的高点缺陷区域生成缺陷打磨的机器人轨迹，并发送至所述系统控制柜600，以及能够根据所述高铁白车身的打磨工段确定高铁白车身的打磨路径，并生成打磨控制信号；
所述系统控制柜600用于根据所述缺陷打磨的机器人轨迹以及所述打磨控制信号控制机器人打磨装置200在所述机器人水平导轨上移动以实现对所述高铁白车身的打磨。
本发明实施例提供的高铁白车身多机器人协同打磨系统，采用了前文的高铁白车身多机器人协同打磨控制装置，通过获取高铁白车身的扫描图像，能够得到高铁白车身的所有高点缺陷区域，在控制机器人打磨装置对高铁白车身的高点缺陷区域进行打磨完成后，获取高铁白车身的打磨工段，并确定高铁白车身的打磨路径，并发送至系统控制柜，以此控制机器人打磨装置对高铁白车身进行打磨，这种高铁白车身多机器人协同打磨控制方法不仅能够实现整体打磨，还能够首先对高点缺陷进行打磨，以去除高点缺陷，这种通过合理规划打磨的路径来确定机器人的打磨单元和打磨的工段的方式，为高铁白车身腻子打磨到位并且满足打磨要求提供了保证。另外，由于按照已经规划好的合理的打磨路径来实现车体侧面全方位的打磨，不仅满足打磨的工艺要求，而且能够提高打磨的效率，保证车体加工质量的一致性。
应当理解的是，根据实际情况打磨高铁白车身腻子前需要做的工作，通过合理规划打磨的路径来确定机器人的打磨单元和打磨的工段，以及打磨叶片的时间和效率等；为高铁白车身腻子打磨到位并且满足打磨要求提供了保证。
需要说明的是，所述扫描装置300设置在机器人水平导轨上100，它可以通过水平导轨的移动，扫描整个车体侧面，提取高点缺陷区域，在线生成缺陷打磨轨迹，然后另所有打磨单元自动控制机器人水平导轨和机器人竖直导轨的相对运动，带动各个机器人准确的到达缺陷区域，使其在机器人的打磨范围之内，进行去除高点操作。
进一步具体地，所述扫描装置300具体可以为3D激光扫描装置，具体可以包括：1号五台竖直安放的扫描仪和1号扫描仪竖直支撑架；2号五台竖直安放的扫描仪和2号扫描仪竖直支撑架；所述1号五台竖直安放的扫描仪安设置在所述1号扫描仪竖直支撑架上，而所述1号扫描仪竖直支撑架安装在所述机器人水平导轨上，以通过所述机器人水平导轨带动所述1号五台竖直安放的扫描仪沿水平方向移动；所述2号五台竖直安放的扫描仪安置在所述2号扫描仪竖直支撑架上，而所述2号扫描仪竖直支撑架安装在所述机器人水平导轨上，以通过所述机器人水平导轨带动所述2号五台竖直安放的扫描仪沿水平方向移动；所述1号扫描仪竖直支撑架和2号扫描仪竖直支撑架对称竖直安装在高铁车体的两侧。
应当理解的是，先通过测量，检测出实时缺陷，在线生成路径，调整各个机器人到达缺陷位置进行打磨，所有缺陷打磨完毕后，调整机器人打磨装置的位置来不断打磨车体不同工段的不同目标区域，按照已经规划好的合理的打磨路径来实现车体侧面全方位的打磨；不仅满足打磨的工艺要求，而且能够提高打磨的效率，保证车体加工质量的一致性。
具体地，所述机器人打磨装置200包括：机器人竖直导轨210、机器人220、自动换砂纸机构240和力控打磨头230，所述机器人竖直导轨210设置在所述机器人水平导轨100上，所述机器人220设置在所述机器人竖直导轨210上，所述自动换砂纸机构240和力控打磨头230均设置在所述机器人220上，所述机器人竖直导轨210与所述系统控制柜600通信连接，所述机器人220与所述高铁白车身多机器人协同打磨控制装置700通信连接。
进一步具体地，所述高铁白车身多机器人协同打磨系统还包括：高负压吸尘装置400，所述高负压吸尘装置400与所述力控打磨头230连接。
优选地，所述高负压吸尘装置400通过吸尘管道与所述机器人打磨装置200的末端力控打磨头230连接，在打磨过程中吸取打磨粉尘。
应当理解的是，所述高铁白车身500设置于两个底座支架上；所述机器人水平导轨100固定安装在地面上，其伺服电机的启动、停止和转速均受系统控制柜600的控制；当进行所述高铁白车身高点缺陷腻子打磨时，机器人水平导轨的移动距离由机器人在线计算得出；当进行所述高铁白车身整体腻子打磨时，机器人水平导轨的移动距离与打磨工段的长度相等，精确保证下一打磨工段进入机器人工作范围。所述机器人竖直导轨210的伺服电机的启动、停止和转速都由系统控制柜控制，当进行所述高铁白车身高点缺陷腻子打磨时，机器人竖直导轨的移动距离由机器人在线计算得出；当进行所述高铁白车身整体腻子打磨时，机器人竖直导轨移动距离由打磨区域划分结果决定，使下一打磨区域进入机器人工作范围。
所述高铁白车身多机器人协同打磨控制装置700拥有一套控制系统、一套驱动系统，生成机器人移动控制指令，控制机器人带动力控打磨头按照规划路径进行打磨作业；
所述系统控制柜600用于控制机器人水平导轨100和机器人竖直导轨210的伺服电机的启动、停止和转速，系统控制柜600与所述高铁白车身多机器人协同打磨控制装置700保持通信，当一个打磨区域打磨完成且打磨头与高铁白车身脱离接触后，系统控制柜控制该打磨单元的机器人竖直导轨210带动机器人移动，进入新的打磨区域；当一个打磨工段打磨完成且打磨头与高铁白车身脱离接触后，系统控制柜发出指令控制当前打磨单元的机器人水平导轨100带动机器人水平移动，使各工段依次进入机器人工作空间，机器人竖直导轨210带动机器人移动以使机器人依次到达各打磨区域；并且机器人水平导轨100的移动距离与打磨工段的长度相等，导轨移动距离由打磨区域划分结果决定，使下一打磨工段进入机器人工作范围，保证机器人能够依次到达各打磨区域实现全面打磨。
具体地，所述自动换砂纸机构240安置在机器人竖直导轨210上，随机器人本体进行竖直方向的运动，可保证每个机器人打磨装置的机器人在任何时刻快速更换砂纸片。
应当理解的是，所述机器人打磨装置的自动换砂纸机构，能够提供所述机器人在任何打磨时刻的快速换砂纸行为，提高生产效率。
优选地，所述系统控制柜600具体可以包括PLC控制柜，在本发明实施例中，所述系统控制柜只有一台，但其确能控制所有机器人打磨装置的机器人竖直导轨和所述高铁白车身两侧的所述机器人水平导轨。
优选地，所述机器人具体可以为六轴工业机器人。
图6所示为根据本发明实施例的高铁白车身腻子整体打磨工段和区域划分的示意图。打磨工作前，先根据高铁白车身500的二维模型和机器人打磨装置200的型号来确定有效工作范围，通过路径规划软件将所述高铁白车身500划分为若干工段，本发明示例高铁白车身500根据要求划分为2个工段（即i=1和2），为第一工段510和第二工段520；每个工段划分为若干打磨区域，本发明示例高铁白车身500的每个打磨工段又可划分为三个区域（即j=1、2和3）：第一目标区域530、第二目标区域540和第三目标区域550。根据划分不同工段和不同目标区域来生成合理的打磨路径，而机器人打磨装置的数量又可以根据需要打磨的高铁白车身的长度及打磨效率要求而增减。
本发明实施例提供的高铁白车身多机器人协同打磨系统通过实时检测高点缺陷区域，在线生成打磨路径，下发给每个机器人打磨装置，自动控制机器人水平导轨和竖直导轨相对运动，使得每个机器人到达指定路径的缺陷区域，保证机器人的可达性，使得所有打磨过程高自动化，提高了工件表面质量和加工效率。
综上，本发明的高铁白车身多机器人协同打磨系统具有自动化程度高、安全稳定、高效率高柔性的特点，并且能使工件打磨加工质量稳定、效果统一，同时代替了工人在打磨抛光这种恶劣的环境中工作，并显著提升了产品加工效率；同时本发明不仅适用于某种高铁白车身腻子的打磨，还适用于其它复杂曲面大型零件的加工，具有可移植性，只需要重新根据零件的模型进行离线编程，并且重新规划加工路径和布置机器人单元，就可以实现工件的打磨加工。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高铁白车身多机器人协同打磨控制方法，其特征在于，包括：
获取高铁白车身的扫描图像，根据所述扫描图像得到所有高点缺陷区域；
根据所有高点缺陷区域生成缺陷打磨的机器人轨迹；
将所述缺陷打磨的机器人轨迹发送至系统控制柜，以控制机器人打磨装置对所有高点缺陷区域进行打磨；
当确定所有高点缺陷区域打磨完成后，获取高铁白车身的打磨工段；
根据所述打磨工段确定高铁白车身的整体打磨路径；
根据所述整体打磨路径生成整体打磨控制信号；
将所述整体打磨控制信号发送至系统控制柜，以控制机器人打磨装置对所述高铁白车身进行整体打磨；
其中，所述高铁白车身多机器人协同打磨控制方法还包括在所述将所述整体打磨控制信号发送至系统控制柜，以控制机器人打磨装置对所述高铁白车身进行整体打磨的步骤后进行的：
获取所述高铁白车身的每个打磨工段打磨后的扫描图像；
根据每个打磨工段打磨后的扫描图像判断每个打磨工段是否打磨到位；
当每个打磨工段打磨后的扫描图像均与预设理论模型一致时，判定所述高铁白车身打磨到位；
当至少一个打磨工段打磨后的扫描图像与预设理论模型不一致时，判定所述高铁白车身打磨不到位，并返回重新打磨该打磨工段对应的高铁白车身；
其中，所述高铁白车身多机器人协同打磨控制方法还包括在所述当确定所有高点缺陷区域打磨完成后，获取高铁白车身的打磨工段的步骤前进行的：
重复获取所述高铁白车身的扫描图像的步骤；
判断所述扫描图像中是否存在高点缺陷区域；
若所述扫描图像中不存在高点缺陷区域，则确定所有高点缺陷区域打磨完成；
若所述扫描图像中存在高点缺陷区域，则返回执行所述根据所有高点缺陷区域生成缺陷打磨的机器人轨迹的步骤。
2.根据权利要求1所述的高铁白车身多机器人协同打磨控制方法，其特征在于，所述缺陷打磨的机器人轨迹包括：对所有高点缺陷区域依次进行缺陷打磨的打磨路径。
3.根据权利要求1所述的高铁白车身多机器人协同打磨控制方法，其特征在于，所述高铁白车身的扫描图像，根据所述扫描图像得到所有高点缺陷区域，包括：
获取高铁白车身的扫描图像；
根据所述高铁白车身的扫描图像获取高铁白车身的车体侧面区域；
提取所述车体侧面区域内的所有高点缺陷区域。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的高铁白车身多机器人协同打磨控制方法，其特征在于，所述根据所述高铁白车身的打磨工段确定高铁白车身的打磨路径，包括：
获取高铁白车身的模型，并根据高铁白车身的模型和机器人打磨装置的型号确定高铁白车身的打磨工段；
根据所述高铁白车身的打磨工段确定高铁白车身的打磨路径；
将所述高铁白车身的打磨路径进行系统加工仿真，得到仿真结果；
根据所述仿真结果反馈调节所述高铁白车身的打磨路径。
5.一种高铁白车身多机器人协同打磨控制装置，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器和所述处理器通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令以执行权利要求1至4中任意一项所述的高铁白车身多机器人协同打磨控制方法。
6.一种高铁白车身多机器人协同打磨系统，其特征在于，包括：扫描装置、机器人打磨装置、机器人水平导轨、系统控制柜和权利要求5所述的高铁白车身多机器人协同打磨控制装置，所述机器人水平导轨包括设置在高铁白车身的两侧的两根水平导轨，每根水平导轨上均设置有两个所述机器人打磨装置；所述扫描装置设置在所述机器人水平导轨上，且与所述高铁白车身多机器人协同打磨控制装置通信连接；所述高铁白车身多机器人协同打磨控制装置与所述系统控制柜通信连接；所述机器人水平导轨和所述机器人打磨装置均与所述系统控制柜通信连接；
所述扫描装置用于扫描所述高铁白车身，并得到高铁白车身的扫描图像；
所述高铁白车身多机器人协同打磨控制装置能够根据所述高铁白车身的扫描图像得到高铁白车身的所有高点缺陷区域，并能够根据所述高铁白车身的高点缺陷区域生成缺陷打磨的机器人轨迹，并发送至所述系统控制柜，以及能够根据所述高铁白车身的打磨工段确定高铁白车身的打磨路径，并生成打磨控制信号；
所述系统控制柜用于根据所述缺陷打磨的机器人轨迹以及所述打磨控制信号控制机器人打磨装置在所述机器人水平导轨上移动以实现对所述高铁白车身的打磨。
7.根据权利要求6所述的高铁白车身多机器人协同打磨系统，其特征在于，所述机器人打磨装置包括：机器人竖直导轨、机器人、自动换砂纸机构和力控打磨头，所述机器人竖直导轨设置在所述机器人水平导轨上，所述机器人设置在所述机器人竖直导轨上，所述自动换砂纸机构和力控打磨头均设置在所述机器人上，所述机器人竖直导轨与所述系统控制柜通信连接，所述机器人与所述高铁白车身多机器人协同打磨控制装置通信连接。
8.根据权利要求7所述的高铁白车身多机器人协同打磨系统，其特征在于，所述高铁白车身多机器人协同打磨系统还包括：高负压吸尘装置，所述高负压吸尘装置与所述力控打磨头连接。
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