CN111823100A - 一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法 - Google Patents

一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111823100A
CN111823100A CN202010725912.0A CN202010725912A CN111823100A CN 111823100 A CN111823100 A CN 111823100A CN 202010725912 A CN202010725912 A CN 202010725912A CN 111823100 A CN111823100 A CN 111823100A
Authority
CN
China
Prior art keywords
robot
dimensional
polishing
workpiece
width
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010725912.0A
Other languages
English (en)
Inventor
陈恺勋
杨立豪
骆子豪
刘立
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qianyuan Yunli Beijing Robot Intelligent Technology Co ltd
Original Assignee
Qianyuan Yunli Beijing Robot Intelligent Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qianyuan Yunli Beijing Robot Intelligent Technology Co ltd filed Critical Qianyuan Yunli Beijing Robot Intelligent Technology Co ltd
Priority to CN202010725912.0A priority Critical patent/CN111823100A/zh
Publication of CN111823100A publication Critical patent/CN111823100A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B19/00—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
    • B24B19/20—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding dies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B27/00—Other grinding machines or devices
    • B24B27/0084—Other grinding machines or devices the grinding wheel support being angularly adjustable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/16—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation taking regard of the load
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B51/00—Arrangements for automatic control of a series of individual steps in grinding a workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/005—Manipulators for mechanical processing tasks
    • B25J11/0065—Polishing or grinding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

本发明提出了一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法。本发明涉及工件加工技术领域。本发明的方案：控制器控制机器人末端沿工件外表面运动获得工件的平面边界；将工件的平面边界转换为平面二维坐标；对平面二维坐标进行路径规划，得到路径轨迹；将路径轨迹转换为三维坐标，并将三维坐标传输至控制器，控制器控制机器人末端对工件进行打磨。本发明可以减少工人工作强度，打破了生产时间的约束，有效提高生产速度。

Description

一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法
技术领域
本发明涉及工件加工技术领域，具体而言，涉及一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法。
背景技术
抛光和打磨在模具制作过程中是很重要的一道工序，所以模具的表面抛光质量也要相应提高，特别是镜面和高光高亮表面的模具对模具表面粗糙度要求更高，因而对抛光的要求也更高。
目前，工业领域绝大多数抛光打磨工序仍然采取着最原始的手工作业模式，而手工作业面临着工作环境恶劣、危害工人身体健康风险的同时，也无法保证加工的质量、效率和一致性。
现有技术中，大量的专用数控设备和传统大型工业机械臂被设计开发并成功应用于各打磨加工领域，但专用机床和传统工业机械臂存在着工艺时间长、成本高，编程范围局限，淘汰较快等不足，仅适用于特定产品的生产加工。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法，其能够减少工人工作强度，打破了生产时间的约束，有效提高生产速度。
本发明的实施例是这样实现的：
本申请实施例提供一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法，包括以下步骤：
A：控制器控制机器人末端沿工件外表面运动获得工件的平面边界；
B：将工件的平面边界转换为平面二维坐标；
C：对平面二维坐标进行路径规划，得到路径轨迹；
D：将路径轨迹转换为三维坐标，并将三维坐标传输至控制器，控制器控制机器人末端对工件进行打磨。
在本发明的一些实施例中，上述步骤A中包括：
A1：机器人末端沿工件表面运动一圈，获得并记录路程点，记录路程点的集合；
A2：路程点的集合拟合得到工件的平面边界。
在本发明的一些实施例中，上述步骤A中平面边界包含多个路程点，控制器筛选掉相邻不等距的路程点。
在本发明的一些实施例中，上述步骤B中平面边界长和宽和实际工件表面实际长度和宽度存在一个比例系数α和β；α＝实际长度/平面边界长度；β＝实际宽度/平面边界宽度；即若区域最小包围盒的长度为ΔX，则区域最小包围盒的实际长度x＝α*ΔX；若区域最小包围盒的宽度ΔY,则区域最小包围盒实际宽度为y＝β*ΔY。
在本发明的一些实施例中，上述步骤C中设机器人末端直径为D，当打磨区域最小包围盒的左右两个坐标值差的绝对值|xL-xR|和|yL-yR|都大于机器人末端直径D，则机器人末端沿着回型路径打磨，否则从左端到右端或者从顶端到底端。
在本发明的一些实施例中，上述步骤D中机器人末端向前方向为三维的X正方向，机器人末端向左方向为三维的Y的正方向，机器人末端向上的方向为三维的Z的正方向；机器人末端的初始位置和初始姿态作为设定的三维空间的坐标原点，把这个初始的三维坐标原点记为(Xi,Yi,Zi)，则二维平面坐标转换成三维空间坐标的公式为:
Xd＝Xi；
Yd＝Yi-x；
Zd＝Zi-y。
在本发明的一些实施例中，上述步骤D中通过阻抗控制机器人末端对工件进行打磨，公式为：
Figure BDA0002601657690000031
其中，Pm＝[xm om]T表示由期望阻抗模型计算得到的顺应位姿；xm和om分别表示机器人末端的位置和姿态；Kh表示对人手力的增益系数；h＝[fτ]T表示操作者对机器人末端施加的六维力向量；f和τ分别表示操作者施加的力和力矩向量；
Figure BDA0002601657690000032
表示辅助输出；
Figure BDA0002601657690000033
分别表示阻抗模型中期望的惯性、阻尼、刚度参数矩阵。
在本发明的一些实施例中，上述机器人选用优傲机器人公司的UR5机器人，在ROS系统中安装UR5的模型及驱动包，通过TCP/IP通讯。
在本发明的一些实施例中，上述机器人末端连接有六维力传感器，打磨抛光工具可拆卸连接六维力传感器。
在本发明的一些实施例中，上述六维力传感器连接有二阶低通滤波器。
相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：
一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法，包括以下步骤：
A：控制器控制机器人末端沿工件外表面运动获得工件的平面边界；
B：将工件的平面边界转换为平面二维坐标；
C：对平面二维坐标进行路径规划，得到路径轨迹；
D：将路径轨迹转换为三维坐标，并将三维坐标传输至控制器，控制器控制机器人末端对工件进行打磨。
上述实施方式中，控制器通过上位机控制机器人末端沿工件外表面运动获得工件的平面边界，平面边界是多个路程点的集合，平面边界长和宽和实际工件表面实际长度和宽度存在一个比例系数α和β；α＝实际长度/平面边界长度；β＝实际宽度/平面边界宽度；即若区域最小包围盒的长度为ΔX，则区域最小包围盒的实际长度x＝α*ΔX；若区域最小包围盒的宽度ΔY,则区域最小包围盒实际宽度为y＝β*ΔY，此方案中可以将平面边界中的路程点转换到二维坐标中，机器人末端直径为D，当打磨区域最小包围盒的左右两个坐标值差的绝对值|xL-xR|和|yL-yR|都大于机器人末端直径D，则机器人末端沿着回型路径打磨，否则从左端到右端或者从顶端到底端，路径轨迹即是打磨轨迹的切向方向，全部的路程点切线方向构成了整个打磨轨迹，再将二维坐标转换为三维坐标，最后把轨迹文件发送到控制器，控制器输入轨迹文件后机器人末端按照轨迹文件里的坐标信息运动。
本实施例中，适合不同打磨对象，编程便捷、灵活，能够高效、友好与工人进行交互与协作的智能打磨系统。将工人从恶劣的环境和枯燥机械的打磨、经验判断加工是否完成的局面中解放出的同时，在安全生产的前提下，通过人机协作的模式，将工人的丰富经验和稳定灵活的协作机器人有机结合，形成智能生产的新模式，其利用计算机识别打磨区域和计算打磨轨迹坐标能大大提高了打磨效率和打磨精度，而且有效节约人力资源，操作简单，使用可靠，减少工人工作强度，打破了生产时间的约束，有效提高生产速度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例流程示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。
实施例
请参考图1所示。本申请实施例提供的一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法，包括以下步骤：
A：控制器控制机器人末端沿工件外表面运动获得工件的平面边界；
B：将工件的平面边界转换为平面二维坐标；
C：对平面二维坐标进行路径规划，得到路径轨迹；
D：将路径轨迹转换为三维坐标，并将三维坐标传输至控制器，控制器控制机器人末端对工件进行打磨。
上述实施方式中，控制器通过上位机控制机器人末端沿工件外表面运动获得工件的平面边界，平面边界是多个路程点的集合，平面边界长和宽和实际工件表面实际长度和宽度存在一个比例系数α和β；α＝实际长度/平面边界长度；β＝实际宽度/平面边界宽度；即若区域最小包围盒的长度为ΔX，则区域最小包围盒的实际长度x＝α*ΔX；若区域最小包围盒的宽度ΔY,则区域最小包围盒实际宽度为y＝β*ΔY，此方案中可以将平面边界中的路程点转换到二维坐标中，机器人末端直径为D，当打磨区域最小包围盒的左右两个坐标值差的绝对值|xL-xR|和|yL-yR|都大于机器人末端直径D，则机器人末端沿着回型路径打磨，否则从左端到右端或者从顶端到底端，路径轨迹即是打磨轨迹的切向方向，全部的路程点切线方向构成了整个打磨轨迹，再将二维坐标转换为三维坐标，最后把轨迹文件发送到控制器，控制器输入轨迹文件后机器人末端按照轨迹文件里的坐标信息运动。
本实施例中，适合不同打磨对象，编程便捷、灵活，能够高效、友好与工人进行交互与协作的智能打磨系统。将工人从恶劣的环境和枯燥机械的打磨、经验判断加工是否完成的局面中解放出的同时，在安全生产的前提下，通过人机协作的模式，将工人的丰富经验和稳定灵活的协作机器人有机结合，形成智能生产的新模式，其利用计算机识别打磨区域和计算打磨轨迹坐标能大大提高了打磨效率和打磨精度，而且有效节约人力资源，操作简单，使用可靠，减少工人工作强度，打破了生产时间的约束，有效提高生产速度。
在本发明的一些实施例中，步骤A中包括：
A1：机器人末端沿工件表面运动一圈，获得并记录路程点，记录路程点的集合；
A2：路程点的集合拟合得到工件的平面边界。
上述实施方式中，机器人末端沿工件表面运动一圈，运动过程中控制器设置一定的采集频率对路程点进行采集，最后获得多个路程点，多个路程点拟合得到工件的平面边界。
本实施例中，可以通过不同的工件获得不同的路程点，适合不同打磨对象，编程便捷、灵活，能够高效、友好与工人进行交互与协作的智能打磨系统。将工人从恶劣的环境和枯燥机械的打磨、经验判断加工是否完成的局面中解放出的同时，在安全生产的前提下，通过人机协作的模式，将工人的丰富经验和稳定灵活的协作机器人有机结合，形成智能生产的新模式，其利用计算机识别打磨区域和计算打磨轨迹坐标能大大提高了打磨效率和打磨精度，而且有效节约人力资源，操作简单，使用可靠，减少工人工作强度，打破了生产时间的约束，有效提高生产速度。
在本发明的一些实施例中，步骤A中平面边界包含多个路程点，控制器筛选掉相邻不等距的路程点。
上述实施方式中，机器人末端在在相同的频率下采集的路程点之间等距，存在误差时路程点之间会存在相邻较近的路程点，通过筛选点这些误差路程点可以提高打磨时的精度。
本实施例中，通过筛选掉误差路程点可以使的出来的平面边界更加精准，提高打磨精度。
在本发明的一些实施例中，步骤B中平面边界长和宽和实际工件表面实际长度和宽度存在一个比例系数α和β；α＝实际长度/平面边界长度；β＝实际宽度/平面边界宽度；即若区域最小包围盒的长度为ΔX，则区域最小包围盒的实际长度x＝α*ΔX；若区域最小包围盒的宽度ΔY,则区域最小包围盒实际宽度为y＝β*ΔY。
上述实施方式中，工件的打磨过程中需要对打磨轨迹进行规划，将平面边界转换为平面二维坐标，可以在平面二维坐标中对打磨轨迹进行规划，实现机器人末端的打磨。
本实施例中，将工人从恶劣的环境和枯燥机械的打磨、经验判断加工是否完成的局面中解放出的同时，在安全生产的前提下，通过人机协作的模式，将工人的丰富经验和稳定灵活的协作机器人有机结合，形成智能生产的新模式，其利用计算机识别打磨区域和计算打磨轨迹坐标能大大提高了打磨效率和打磨精度，而且有效节约人力资源，操作简单，使用可靠，减少工人工作强度，打破了生产时间的约束，有效提高生产速度。
在本发明的一些实施例中，步骤C中设机器人末端直径为D，当打磨区域最小包围盒的左右两个坐标值差的绝对值|xL-xR|和|yL-yR|都大于机器人末端直径D，则机器人末端沿着回型路径打磨，否则从左端到右端或者从顶端到底端。
本实施例中，通过获取工件的打磨轨迹可以使机器人末端对工件进行打磨，形成智能生产的新模式，其利用计算机识别打磨区域和计算打磨轨迹坐标能大大提高了打磨效率和打磨精度，而且有效节约人力资源，操作简单，使用可靠。
在本发明的一些实施例中，步骤D中机器人末端向前方向为三维的X正方向，机器人末端向左方向为三维的Y的正方向，机器人末端向上的方向为三维的Z的正方向；机器人末端的初始位置和初始姿态作为设定的三维空间的坐标原点，把这个初始的三维坐标原点记为(Xi,Yi,Zi)，则二维平面坐标转换成三维空间坐标的公式为:
Xd＝Xi；
Yd＝Yi-x；
Zd＝Zi-y。
上述实施方式中，将二维坐标转换为三维坐标，最后把轨迹文件发送到控制器，控制器输入轨迹文件后机器人末端按照轨迹文件里的坐标信息运动。
本实施例中，将工人从恶劣的环境和枯燥机械的打磨、经验判断加工是否完成的局面中解放出的同时，在安全生产的前提下，通过人机协作的模式，将工人的丰富经验和稳定灵活的协作机器人有机结合，形成智能生产的新模式，其利用计算机识别打磨区域和计算打磨轨迹坐标能大大提高了打磨效率和打磨精度，而且有效节约人力资源，操作简单，使用可靠，减少工人工作强度，打破了生产时间的约束，有效提高生产速度。
在本发明的一些实施例中，步骤D中通过阻抗控制机器人末端对工件进行打磨，公式为：
Figure BDA0002601657690000101
其中，Pm＝[xm om]T表示由期望阻抗模型计算得到的顺应位姿；xm和om分别表示机器人末端的位置和姿态；Kh表示对人手力的增益系数；h＝[fτ]T表示操作者对机器人末端施加的六维力向量；f和τ分别表示操作者施加的力和力矩向量；
Figure BDA0002601657690000102
表示辅助输出；
Figure BDA0002601657690000103
分别表示阻抗模型中期望的惯性、阻尼、刚度参数矩阵。
上述实施方式中，阻抗控制模型的数学表达式计算出所述机器人相对于操作者所施加力的顺应位姿；接着根据机器人运动学公式计算出机器人各个关节相对应的转角，其中，p表示机器人末端在笛卡尔空间下的位姿，q表示机器人关节空间下各关节转动的角度，J表示机器人的雅克比矩阵；然后，采用机器人动力学模型的数学表达式计算出所述机器人各个关节实现所述转角所需的驱动力矩，使得机器人朝着所述顺应位姿运动；最后，通过所述机器人上设置的编码器采集操作者拖动示教过程中的轨迹，并通传输给控制器，且在大曲率的表面加工时能保证1N的力控制精度。
本实施例中，通过获取工件的打磨轨迹可以使机器人末端对工件进行打磨，形成智能生产的新模式，其利用计算机识别打磨区域和计算打磨轨迹坐标能大大提高了打磨效率和打磨精度，而且有效节约人力资源，操作简单，使用可靠。
在本发明的一些实施例中，机器人选用优傲机器人公司的UR5机器人，在ROS系统中安装UR5的模型及驱动包，通过TCP/IP通讯。
上述实施方式中，利用SOLIDWORKS等软件建立待加工工件的三维模型并导入ROS软件中，利用软件离线生成路径轨迹和姿态，进行仿真。
本实施例中，通过UR5机器人对路径轨迹和姿态，进行仿真可以使打磨过程更加精准。
在本发明的一些实施例中，机器人末端连接有六维力传感器，打磨抛光工具可拆卸连接六维力传感器。
本实施例中，六维力传感器采集路径轨迹中的力/力矩信息，经过compute box的解析，并采用一种能够对传感器的零位值实时更新的重力补偿算法，消除力传感器三个方向的重力分力，并通过网线读入到MATLAB中。
在本发明的一些实施例中，六维力传感器连接有二阶低通滤波器。
本实施例中，通过二阶低通滤波器，能够在不同转速的打磨状态下维持平稳的打磨工作，防止打磨头转速导致的抖动影响系统的稳定性。
综上所述，本申请实施例提供的一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法，包括以下步骤：
A：控制器控制机器人末端沿工件外表面运动获得工件的平面边界；
B：将工件的平面边界转换为平面二维坐标；
C：对平面二维坐标进行路径规划，得到路径轨迹；
D：将路径轨迹转换为三维坐标，并将三维坐标传输至控制器，控制器控制机器人末端对工件进行打磨。
上述实施方式中，控制器通过上位机控制机器人末端沿工件外表面运动获得工件的平面边界，平面边界是多个路程点的集合，平面边界长和宽和实际工件表面实际长度和宽度存在一个比例系数α和β；α＝实际长度/平面边界长度；β＝实际宽度/平面边界宽度；即若区域最小包围盒的长度为ΔX，则区域最小包围盒的实际长度x＝α*ΔX；若区域最小包围盒的宽度ΔY,则区域最小包围盒实际宽度为y＝β*ΔY，此方案中可以将平面边界中的路程点转换到二维坐标中，机器人末端直径为D，当打磨区域最小包围盒的左右两个坐标值差的绝对值|xL-xR|和|yL-yR|都大于机器人末端直径D，则机器人末端沿着回型路径打磨，否则从左端到右端或者从顶端到底端，路径轨迹即是打磨轨迹的切向方向，全部的路程点切线方向构成了整个打磨轨迹，再将二维坐标转换为三维坐标，最后把轨迹文件发送到控制器，控制器输入轨迹文件后机器人末端按照轨迹文件里的坐标信息运动。
本实施例中，适合不同打磨对象，编程便捷、灵活，能够高效、友好与工人进行交互与协作的智能打磨系统。将工人从恶劣的环境和枯燥机械的打磨、经验判断加工是否完成的局面中解放出的同时，在安全生产的前提下，通过人机协作的模式，将工人的丰富经验和稳定灵活的协作机器人有机结合，形成智能生产的新模式，其利用计算机识别打磨区域和计算打磨轨迹坐标能大大提高了打磨效率和打磨精度，而且有效节约人力资源，操作简单，使用可靠，减少工人工作强度，打破了生产时间的约束，有效提高生产速度。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法，其特征在于，包括以下步骤：
A：控制器控制机器人末端沿工件外表面运动获得工件的平面边界；
B：将所述工件的所述平面边界转换为平面二维坐标；
C：对所述平面二维坐标进行路径规划，得到路径轨迹；
D：将所述路径轨迹转换为三维坐标，并将所述三维坐标传输至所述控制器，所述控制器控制所述机器人末端对所述工件进行打磨。
2.根据权利要求1所述的一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法，其特征在于，所述步骤A中包括：
A1：机器人末端沿工件的表面运动一圈，获得并记录路程点，记录路程点的集合；
A2：路程点的集合拟合得到工件的平面边界。
3.根据权利要求1所述的一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法，其特征在于，所述步骤A中平面边界包含多个路程点，所述控制器筛选掉相邻不等距的路程点。
4.根据权利要求1所述的一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法，其特征在于，所述步骤B中平面边界长和宽和实际工件表面实际长度和宽度存在一个比例系数α和β；α＝实际长度/平面边界长度；β＝实际宽度/平面边界宽度；即若区域最小包围盒的长度为ΔX，则区域最小包围盒的实际长度x＝α*ΔX；若区域最小包围盒的宽度ΔY,则区域最小包围盒实际宽度为y＝β*ΔY。
5.根据权利要求1所述的一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法，其特征在于，所述步骤C中设机器人末端直径为D，当打磨区域最小包围盒的左右两个坐标值差的绝对值|xL-xR|和|yL-yR|都大于机器人末端直径D，则机器人末端沿着回型路径打磨，否则从左端到右端或者从顶端到底端。
6.根据权利要求1所述的一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法，其特征在于，所述步骤D中机器人末端向前方向为三维的X正方向，机器人末端向左方向为三维的Y的正方向，机器人末端向上的方向为三维的Z的正方向；机器人末端的初始位置和初始姿态作为设定的三维空间的坐标原点，把这个初始的三维坐标原点记为(Xi,Yi,Zi)，则二维平面坐标转换成三维空间坐标的公式为:
Xd＝Xi；
Yd＝Yi-x；
Zd＝Zi-y。
7.根据权利要求1所述的一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法，其特征在于，所述步骤D中通过阻抗控制机器人末端对工件进行打磨，公式为：
Figure FDA0002601657680000021
其中，Pm＝[xm om]T表示由期望阻抗模型计算得到的顺应位姿；xm和om分别表示机器人末端的位置和姿态；Kh表示对人手力的增益系数；h＝[f τ]T表示操作者对机器人末端施加的六维力向量；f和τ分别表示操作者施加的力和力矩向量；
Figure FDA0002601657680000031
表示辅助输出；
Figure FDA0002601657680000032
分别表示阻抗模型中期望的惯性、阻尼、刚度参数矩阵。
8.根据权利要求1所述的一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法，其特征在于，所述机器人选用优傲机器人公司的UR5机器人，在ROS系统中安装UR5的模型及驱动包，通过TCP/IP通讯。
9.根据权利要求1所述的一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法，其特征在于，所述机器人末端连接有六维力传感器，打磨抛光工具可拆卸连接六维力传感器。
10.根据权利要求9所述的一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法，其特征在于，所述六维力传感器连接有二阶低通滤波器。
CN202010725912.0A 2020-07-24 2020-07-24 一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法 Pending CN111823100A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010725912.0A CN111823100A (zh) 2020-07-24 2020-07-24 一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010725912.0A CN111823100A (zh) 2020-07-24 2020-07-24 一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111823100A true CN111823100A (zh) 2020-10-27

Family

ID=72925551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010725912.0A Pending CN111823100A (zh) 2020-07-24 2020-07-24 一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111823100A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112666831A (zh) * 2020-12-24 2021-04-16 华中科技大学 一种机器人磨抛加工接触力的主动控制方法
CN115351781A (zh) * 2022-07-20 2022-11-18 福州大学 基于solidworks的工业机器人磨抛路径生成方法及设备
CN115741732A (zh) * 2022-11-15 2023-03-07 福州大学 一种按摩机器人的交互式路径规划及运动控制方法
CN117944056A (zh) * 2024-03-26 2024-04-30 北京云力境安科技有限公司 一种基于六维力传感器的机械臂控制方法及装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0724758A (ja) * 1993-07-06 1995-01-27 Fanuc Ltd 位置決め機構の位置教示方式
CN102120307A (zh) * 2010-12-23 2011-07-13 中国科学院自动化研究所 一种基于视觉信息的工业机器人磨削系统及方法
CN102922388A (zh) * 2012-11-01 2013-02-13 上海交通大学 大口径复杂光学镜面精密研抛机器人系统
CN103878666A (zh) * 2014-03-28 2014-06-25 中国科学院自动化研究所 一种自由曲面机器人打磨系统
CN106041946B (zh) * 2016-05-23 2017-02-22 广东工业大学 基于图像处理的机械人打磨生产方法及应用其的生产系统
CN107097122A (zh) * 2017-06-27 2017-08-29 长春工程学院 一种自主研磨大型自由曲面的机器人
CN108858183A (zh) * 2017-05-11 2018-11-23 株式会社安川电机 机器人、机器人的控制方法、工件的制造方法
CN109434843A (zh) * 2018-12-10 2019-03-08 华中科技大学 一种基于拖动示教的机器人力控打磨叶片的设备及方法
CN111037565A (zh) * 2019-12-30 2020-04-21 芜湖哈特机器人产业技术研究院有限公司 一种机器人离线打磨轨迹处理方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0724758A (ja) * 1993-07-06 1995-01-27 Fanuc Ltd 位置決め機構の位置教示方式
CN102120307A (zh) * 2010-12-23 2011-07-13 中国科学院自动化研究所 一种基于视觉信息的工业机器人磨削系统及方法
CN102922388A (zh) * 2012-11-01 2013-02-13 上海交通大学 大口径复杂光学镜面精密研抛机器人系统
CN103878666A (zh) * 2014-03-28 2014-06-25 中国科学院自动化研究所 一种自由曲面机器人打磨系统
CN106041946B (zh) * 2016-05-23 2017-02-22 广东工业大学 基于图像处理的机械人打磨生产方法及应用其的生产系统
CN108858183A (zh) * 2017-05-11 2018-11-23 株式会社安川电机 机器人、机器人的控制方法、工件的制造方法
CN107097122A (zh) * 2017-06-27 2017-08-29 长春工程学院 一种自主研磨大型自由曲面的机器人
CN109434843A (zh) * 2018-12-10 2019-03-08 华中科技大学 一种基于拖动示教的机器人力控打磨叶片的设备及方法
CN111037565A (zh) * 2019-12-30 2020-04-21 芜湖哈特机器人产业技术研究院有限公司 一种机器人离线打磨轨迹处理方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112666831A (zh) * 2020-12-24 2021-04-16 华中科技大学 一种机器人磨抛加工接触力的主动控制方法
CN115351781A (zh) * 2022-07-20 2022-11-18 福州大学 基于solidworks的工业机器人磨抛路径生成方法及设备
CN115351781B (zh) * 2022-07-20 2024-06-07 福州大学 基于solidworks的工业机器人磨抛路径生成方法及设备
CN115741732A (zh) * 2022-11-15 2023-03-07 福州大学 一种按摩机器人的交互式路径规划及运动控制方法
CN117944056A (zh) * 2024-03-26 2024-04-30 北京云力境安科技有限公司 一种基于六维力传感器的机械臂控制方法及装置
CN117944056B (zh) * 2024-03-26 2024-06-21 北京云力境安科技有限公司 一种基于六维力传感器的机械臂控制方法及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111823100A (zh) 一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法
CN108638069B (zh) 一种机械臂末端精确运动控制方法
Brunete et al. Hard material small-batch industrial machining robot
Liao et al. Region-based toolpath generation for robotic milling of freeform surfaces with stiffness optimization
KR940003204B1 (ko) 제어로봇
US20050246062A1 (en) Method for controlling a machine, particularly an industrial robot
CN105500147A (zh) 基于力控制的龙门吊装机器人打磨加工方法
Lee et al. A robust trajectory tracking control of a polishing robot system based on CAM data
CN114055255B (zh) 一种基于实时点云的大型复杂构件表面打磨路径规划方法
CN106945043A (zh) 一种主从式遥操作手术机器人多臂协同控制系统
CN110524371B (zh) 基于实时力控的复杂曲面恒定切除率的机器人打磨方法
CN111347431A (zh) 一种手持工具示教的机器人示教喷涂方法和装置
CN109664296B (zh) 一种面向机器人砂带打磨的优化轨迹搜索方法
JP6418483B2 (ja) 加工軌道生成装置と方法
WO2020173111A1 (zh) 一种 3d 微涂覆机器人及其涂覆方法
CN102091967A (zh) 一种多轴数控加工的进给速度平滑方法
CN103507070B (zh) 使用三轴力传感器进行力控制的机器人控制装置
CN107471882A (zh) 一种大体积工件雕刻的机器人加工控制系统
CN114454060A (zh) 一种机器人自适应曲面跟踪恒力磨抛方法及系统
CN112847366B (zh) 一种力位混合示教机器人系统及示教方法
Sun et al. A novel tool path smoothing algorithm of 6R manipulator considering pose-dependent dynamics by designing asymmetrical FIR filters
JP6390832B2 (ja) 加工軌道生成装置と方法
JP2011067884A (ja) 高速高精度な接触作業に適用するロボット制御システム、ロボット制御方法、ロボット制御装置、およびプログラム
CN114131605B (zh) 一种船体零件打磨轨迹自动配准调整装置及方法
WO2021241512A1 (ja) ワークに対する作業をロボットに実行させる制御装置、ロボットシステム、及び制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20201027