CN113231914B - 叶轮叶片机器人轨迹恒力跟踪去毛刺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及叶轮叶片机器人轨迹恒力跟踪去毛刺方法,该方法基于零件种类识别的磨抛轨迹与去毛刺刀具自主选择,创新了集刀具零点标定、错刀识别与断刀检测与一体的刀具信息保障系统,建立了毛刺去除量与磨抛法向力间的关联关系,融合了刀具法向被动调节、恒力电主轴轴向浮动与力位混合主动柔顺控制的机器人磨抛轨迹恒力跟踪,通过对视觉、力觉与机器人位姿信息进行神经网络学习实现磨抛加工碰撞预测。本发明方法为复杂曲面狭窄空间类零件去毛刺加工提供了一种解决方案,具有自适应强、柔性高等特点,通过多源信息融合实现机器人去毛刺轨迹恒力跟踪,实用性及通用性好。
Description
技术领域
本发明涉及领域为G05D:非电变量的控制或调节系统,具体涉及叶轮叶片机器人轨迹恒力跟踪去毛刺方法。
背景技术
航空发动机作为飞机的“心脏”,其制造技术收到世界各国的重视。叶轮叶片是航空发动机的核心部件,其制造精度直接关系到发动机的整体性能。通常为了提高发动机的推进性能,其叶片的设计和制造要满足流体动力学的要求,因此叶片的表面形状多呈现为空间任意积叠的自由曲面,这对零件的加工提出了较高的挑战。叶片表面毛刺容易导致表面龟裂和削边等问题,其加工质量直接影响便面精度和形状精度,研究一种能够应用于弱刚性、复杂曲面、狭窄空间叶轮叶片去毛刺的加工方法与装备,对推动中国高性能发动机研制具有非常重要的实用价值。
现有的叶片去毛刺方法与装备多是针对单个叶片,对发动机叶轮叶片的磨抛加工研究较少,其叶片之间作业空间狭窄,传统的砂带机、砂轮机等磨抛方式加工姿态固定、结构尺寸大、浮动精度不可控,加工空间开敞性较差的叶轮叶片极易产生干涉,对叶片产生加工损伤。同时采用固定曲率砂带机与砂轮机加工变曲率叶轮叶片时,当叶轮叶片曲率小于砂带机/砂轮机时,会出现无法加工的情况。
发明内容
发明目的:本发明提出叶轮叶片机器人轨迹恒力跟踪去毛刺方法,以解决现有技术存在的上述问题。
技术方案:叶轮叶片机器人轨迹恒力跟踪去毛刺方法,其基于下述硬件实现:去毛刺机器人、六维力传感器、浮动电主轴、双目视觉、刀库、对刀仪,以及叶轮叶片随行夹具。其中六维力传感器安装在去毛刺机器人法兰盘与浮动电主轴之间,叶轮叶片加工区间位于双目视觉视场范围内,所述的刀库、对刀仪均固定在机器人作业范围内,并具有刀具种类检测、刀具零点定位功能。
具体步骤如下:
步骤S1、将待加工零件以固定姿态安装在随行夹具上,确保随行夹具与叶轮叶片整个去毛刺过程均保持在双目视觉视场中,采用双目视觉采集叶轮图片,通过识别轮廓尺寸及特征点,与数据库中特征数据进行对比,确定当前叶轮叶片种类。
步骤S2、在步骤S1中确定叶轮叶片种类后,采用离线编程的方式确定机器人去毛刺轨迹,调用对应型号叶轮叶片加工程序。
步骤S3、根据S1中确定的叶轮叶片种类,选定对应的去毛刺刀具,并在刀库自动完成换刀,刀库不同标号对应不同的打磨刀具,且刀具的刀片可预定程度上实现磨抛法向力反向浮动。
步骤S4、在步骤S3完成自动换刀后,到对刀仪进行刀具零点标定,通过对刀仪与机器人基坐标系之间的位置关系,确定当前刀具刀尖点在机器人基座标系中的位置,从而确定机器人去毛刺轨迹。
步骤S5、在进行打磨刀具标定的同时,通过双目视觉及激光位移传感器完成刀具的种类检测,确定是否有断刀和/或错刀。
步骤S6、根据叶轮叶片种类确定机器人初始加工轨迹,通过采集3组以上不同机器人位姿信息及六维力传感器信息,进行重力补偿求解出力传感器后的重力及重心,消除不同刀具带来的重力影响。
第二个区域为可磨抛厚度内存在尺寸效应区域,在磨抛深度或进给速度、加工速度较小时,金属材料的剪切流动应力增大,在加工余量较小的时候所受的单位磨抛力更大,法向力和磨抛深度并不是呈线性变化,难以通过控制磨抛法向力大小调节磨抛深度。
式中为比例系数,为机器人的进给速度,为去毛刺刀具切削刃的线速度,为动态切刃系数,为从边界c沿深度方向开始计算的可调节磨抛深度,在深度可调节区域内系数和系数、保持不变,且所有过程据满足,系数、的大小与刀具、工件材料相关,并通过实验获得。
确定磨抛法向力,切向力和轴向力,在磨抛过程中法向力为影响磨抛力量的主要作用力;去毛刺过程力主要包括磨抛法向力、轴向力和切向力,其中磨抛法向力为去毛刺余量主要影响因素。根据磨抛机理,磨抛法向力包括材料变形产生的磨抛力与刀具、材料之间的摩擦力,同时由于尺寸效应的作用,在磨抛深度或进给速度、加工速度较小时,加工余量与磨抛法向力之间的关系并不是简单的线性关系,在磨抛加工深度越小所需单位法向磨抛力更大,且难以控制。
根据磨抛去毛刺加工特点,将去除余量分为了毛刺去除量和可抛光厚度,而在加工对象、加工条件不变的情况下,当磨抛深度达到一定值后,没有尺寸效应影响,磨抛法向力与磨抛深度之间的转换关系不变。通过经验公式推导单位面积磨抛深度与磨抛法向力之间关系,选定最大毛刺去除法向力,并在通过六维力传感器采集的实际磨抛法向力中补偿掉,结合磨抛横截面积求出位于可抛光厚度区域内的法向力,时刻调整磨抛深度,保证磨抛法向力不变,实现机器人轨迹恒力跟踪去毛刺。
考虑受尺寸效应的影响,磨抛力和磨抛深度之间的关系为:
步骤S8、根据不同叶轮叶片种类,设定浮动电主轴轨迹跟踪恒力大小,实现去毛刺过程中的轴向浮动,同时结合步骤S3中所提到的刀具磨抛法向力方向浮动,实现去毛刺过程中的多向浮动。在浮动电主轴中设置安全力阈值,当浮动电主轴所受轴向力大于设定的安全力阈值,则认定发生碰撞,并停止机器人打磨。
步骤S9、通过ATI六维力传感器信息在去毛刺加工过程中实时采集力信息,结合步骤S6中重力补偿所求得的重力和重心信息,消除采集力信息中重力的影响,获得由于去毛刺所产生的打磨力。
步骤S10、结合步骤S7中得到的磨抛法向力与磨抛深度之间的关系,调节导纳控制模型系数,根据步骤S9中得到的实际打磨力,经过导纳控制模型,将磨抛力信息转换为机器人去毛刺过程中的轨迹调整信息,实现去毛刺轨迹的主动恒力跟踪。
步骤S11、在步骤S8中根据力信息进行叶轮叶片机器人磨抛状态判断的基础上,结合双目视觉,对机器人轨迹进行实时跟踪,同时采集机器人位姿、速度、加速度信息,结合神经网络对机器人轨迹进行预测,从而预防机器人与环境发生碰撞,保障叶轮叶片去毛刺全过程的顺利进行。
有益效果:
1)本发明提出的叶轮叶片的机器人恒力跟踪去毛刺加工方法,通过高柔性机器人平台,结合六维力传感器、浮动电主轴、加工刀具,实现了对复杂曲面狭窄空间的叶轮叶片去毛刺加工,该方法对于狭窄空间复杂曲面零件具有通用性,具有自适应强、柔性高等特点,可以根据叶轮叶片零件种类调整机器人磨抛轨迹及浮动恒力大小,对复杂曲面类零件具有通用性;
2)本发明中创新了集磨抛刀具零点自动标定、错刀识别、断刀检测于一体的刀具信息保障系统,通过激光跟踪仪标定对刀仪与机器人基座标系转换关系,确定刀具零点位置,采用双目视觉采集、提出刀具轮廓信息与特性点识别刀具种类,避免了由刀具信息导致的加工质量降低;
3)本发明提出的基于磨抛法向力与磨抛去除余量转换关系的轨迹恒力跟踪方法,刀具法向力方向与浮动电主轴的轴向浮动,实现叶轮叶片去毛刺过程中的被动柔顺打磨,结合基于六维力传感器的力位混合主动柔顺打磨控制,实现了主动与被动相融合的磨抛轨迹恒力跟踪,为复杂曲面弱刚性类零件的高精度加工提供解决方案;
4)本发明中通过六维力传感器的重力补偿获得了实际磨抛力信息,并对加工过程实际力信息进行实时监控,通过设定碰撞力阈值,实现了基于力信息的碰撞监测;同时通过双目视觉对机器人去毛刺加工全程监测,基于当前机器人位姿、速度和加速度信息,结合神经网络进行碰撞预测,实现了力觉与视觉防碰撞的双重保障。
附图说明
图1为叶轮叶片机器人轨迹恒力跟踪去毛流程图。
图2为对刀仪、刀具与机器人空间位置及转换关系。
图3为去毛刺机器人末端结构及重力分析图。
图4为恒力去毛刺过程示意图。
图中各附图标记为:连接件1、法兰盘2、六维力传感器3、浮动电主轴4、打磨刀具5。
具体实施方式
在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本发明发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
申请人认为,叶轮叶片的复杂空间曲面和弱刚性是导致其去毛刺一致性差的重要原因,中国专利“CN201810268885.1,一种基于大数据的工业机器人恒力磨抛方法”,通过采集机器人及力传感器数据,并不断调整打磨轨迹的贴合程度,结合BP神经网络对数据集进行训练,并将训练好的模型运用到无传感器的工业机器人打磨实例,根据预设打磨力阈值实现恒力打磨。上述专利方案中通过BP神经网络训练实现无传感器轨迹恒力跟踪打磨,要求训练模型与叶片种类一一对应,同时无传感器无法对由于装配误差等因素导致加工轨迹突变做出迅速反应,通用性较差。
叶轮叶片彼此之间空间狭窄,对其去毛刺加工方法提出较高的要求。中国专利“CN201711164886.3,一种叶片全特征机器人磨抛装置”,采用自适应砂带磨抛机、接触轮式砂带磨抛机及砂轮磨抛机构,通过力传感器采集实际磨削力,实现根据不同磨削余量的变力磨抛;中国专利“CN201510483566.9,基于砂带磨抛机的工业机器人叶片磨抛工艺”,基于叶片CAD模型离线编程,结合在线扫描点云数据匹配,在线调整磨抛加工轨迹,通过砂带磨抛机进行抛光。上述两种方法均采用的砂带、砂轮等磨抛装置,只适用于单个叶片的磨抛加工,无法应用于作业空间狭窄的叶轮叶片的去毛刺加工。
为此,申请人提出一种叶轮叶片机器人轨迹恒力跟踪去毛刺方法,用于复杂曲面狭窄空间叶轮叶片去毛刺加工,实现对叶轮叶片的自动化去毛刺,为高精度、高效率、低成本的生产提供技术支撑。
本实施例提出一种叶轮叶片机器人轨迹恒力跟踪去毛刺方法,其基于如下硬件实现:去毛刺机器人、六维力传感器3、浮动电主轴4、双目视觉、刀库、对刀仪,叶轮叶片随行夹具。其中,六维力传感器3安装在去毛刺机器人法兰盘2与浮动电主轴4之间,叶轮叶片加工区间位于双目视觉视场范围内,所述的刀库、对刀仪均固定在机器人作业范围内,刀库中的刀具均为用于叶轮叶片加工的刀具,并具有刀具种类检测、刀具零点定位功能。
见图1,具体步骤如下:
步骤S1、将待加工零件以固定姿态安装在随行夹具上,确保随行夹具与叶轮叶片整个去毛刺过程均保持在双目视觉视场中,采用双目视觉采集叶轮图片,通过识别轮廓尺寸及特征点,与数据库中特征数据进行对比,确定当前叶轮叶片种类;
步骤S2、在步骤S1中确定叶轮叶片种类后,采用离线编程的方式确定机器人去毛刺轨迹,调用对应型号叶轮叶片加工程序;
上述步骤S2中所述的离线编程采用的是基于三维数模的方式确定机器人的去毛刺轨迹,并且在生成加工轨迹后进行仿真实验,避免打磨过程中发生碰撞。
步骤S3、根据S1中确定的叶轮叶片种类,选定对应的去毛刺刀具,并在刀库自动完成换刀。去毛刺刀具自身带有浮动调节功能,可根据不同叶轮叶片材料及毛刺去除量调节刀具松紧度。
步骤S4、在步骤S3完成自动换刀后,到对刀仪进行刀具零点标定。
在上述步骤的刀具零点标定中,采用的是高精度加工标定杆,位于空间中固定位置,同时空间位置固定后采用激光跟踪仪标定其与机器人基座标之间的空间转换关系,如附图2所示,其步骤如下:
(3)工具坐标系与激光跟踪仪坐标系之间的空间位置关系③由机器人姿态与激光跟踪仪空间位置决定,通过激光跟踪仪采集机器人末端上的靶标点位信息,确定机器人基座标系与激光跟踪仪坐标系之间的转换关系,并由机器人基座标系、法兰盘2坐标系、工具坐标系之间的转换关系共同求出:
(5)根据上述坐标系之间的转换关系,结合下式:
通过标定上述坐标系之间的转换关系,即可在通过三维数据进行离线规划时确定工具与机器人基座标系之间的转换关系,从而完成机器人磨抛轨迹的离线编程。同时,在对同一叶轮叶片加工时,更换刀具后的加工轨迹只需要在原始加工轨迹的基础上,补偿两把刀具之间的标定差值,即可获得新刀具的加工轨迹。
步骤S5、在进行打磨刀具5标定的同一工位,在刀具的正上方通过双目视觉采集刀具特征信息,与刀库数据进行匹配,确定刀具种类,判断是否发生错刀,并为机器人磨抛轨迹选择提供支撑。
同时在刀具的正下方,装有激光位移传感器,通过将激光点打到刀具上进行反射,根据反射信息确定当前刀具是否发生断刀。
步骤S6、根据叶轮叶片种类确定机器人初始加工轨迹,并进行重力补偿,消除不同刀具带来的重力影响。
在步骤S6中确定机器人初始加工轨迹后,需结合刀具的标定结果对加工轨迹进行补偿。同时由于更换刀具带来的机器人末端重量变换,需对末端重量及重心进行求解。
如附图3所示,在机器人法兰盘2后通过连接件1与ATI的六维力传感器3相连,同时六维力传感器3也通过连接件1与浮动电主轴4相连,电主轴终端为打磨刀具5。六维力传感器3中所采集的力信息除了磨抛加工时的磨抛力,还包括连接件1、浮动电主轴4以及打磨刀具5,而不同的刀具会引起重力G及重心的变化,因此每次完成换刀后必须进行重力补偿。
在进行重力补偿时,为防止求解时出现病态矩阵,至少采集3组以上机器人不同位姿及对应位姿下六维力传感器3的数值,包括重力G在传感器坐标系中三个轴方向的分力、、以及绕三个坐标轴方向的扭矩、、。同时为保证求解出的重力和重心的准确性,通常采集多组(大于3组)数据,并结合最小二乘法的理念求解出相应的重力和重心。
步骤S7、如附图4所示,为毛刺高度,为可磨抛厚度,为磨抛尺寸效应发生区域,为磨抛深度调节区域,为毛刺厚度。根据恒力去毛刺机理,在磨抛过程中,刀具与工件为线接触,要确定磨抛过程力,首先确定单位宽度磨抛力。根据磨抛机理确定单位磨抛法向力,切向力和轴向力,在磨抛过程中法向力为影响磨抛力量的主要作用力。
在区域内,考虑受尺寸效应的影响,在磨抛深度或进给速度、加工速度较小时,金属材料的剪切流动应力增大,在加工余量较小的时候所受的单位磨抛力更大,法向力和磨抛深度并不是呈线性变化,难以通过控制磨抛法向力大小调节磨抛深度。
在磨抛尺寸效应发生区域内,系数和随着磨抛过程中随磨抛深度和磨抛力呈非线性变化,磨抛去除量越小,系数越小,越大;磨抛深度越大;系数越大,越小,超过边界c进入区域后尺寸效应减弱到可以忽略,则系数、保持不变,且所有过程据满足,系数、的大小与刀具、工件材料相关,并通过实验获得;
公式(5)中等式右边分为左右两部分,根据磨抛机理,左半部分为叶轮叶片磨抛变形产生的磨抛力,右半部分是磨抛过程中的摩擦力,经过上述分析可以看出,在区域内时,当磨抛深度逐渐减小,磨抛法向力中的摩擦力逐渐增大,使材料发生变形的磨抛力逐渐减小,因而导致去除余量进一步减少,其磨抛深度与磨抛法向力之间的关系呈非线性,难以控制。
式中系数与叶轮叶片材料、加工刀具及进给速度、刀具加工线速度等实际磨抛条件相关,并可通过实验获得,将上式代入公式(5)中得到:
将上式进行进一步化简得到:
在磨抛轨迹跟踪过程中,需要保证整个磨抛深度始终处于区域内,在此区域内所产生的磨抛法向力包括去除毛刺法向力、去除尺寸效应区域法向力和磨抛深度可调节区域的法向力,而所需要进行调整的力只有磨抛深度可调节区域的法向力,因此需补偿掉去除毛刺的法向力和尺寸效应区域的法向力。
将公式1.3进一步化简为实际磨抛法向力与磨抛深度之间的关系:
在机器人磨抛轨迹恒力跟踪时,法向深度调整量大小与法向恒力的大小如上式所示,通过补偿实际磨抛法向力中最大去除毛刺法向力,既保证去除全部表面毛刺,又保证轨迹修正量在磨抛深度可调节区域内,不会产生过切现象。
步骤S8、根据不同叶轮叶片种类及其毛刺去除余量,设定浮动电主轴4轨迹跟踪恒力大小,并安全力阈值,发生碰撞后停止打磨。
其中浮动电主轴4可以在轴向方向上实现浮动跟随,当主轴所受轴向力大于设置的安全力阈值时,认为刀具或浮动电主轴4与叶轮叶片发生硬性碰撞,机器人停止向前进给,并向轴向力负方向退回。由于叶轮叶片薄、刚性差,因此在设置安全力阈值时其最大值不能造成叶轮叶片塑性变形。
除了通过浮动电主轴4实现轴向力的浮动外,叶轮叶片的打磨刀具5的磨抛法向压力也可调节,其可以实现保持一定打磨力的基础上在法向浮动,与浮动电主轴4相结合,从而可以实现在去毛刺打磨过程中的轴向和法向的多方向浮动,防止叶轮叶片打磨过程中过切、碰撞及变形。
步骤S9、通过ATI的六维力传感器3信息在去毛刺加工过程中实时采集力信息,结合步骤S6中重力补偿所求得的重力和重心信息,消除采集力信息中重力的影响,并通过滤波处理,获得由于去毛刺所产生的打磨力。
步骤S10、结合步骤S7中得到的磨抛法向力与磨抛深度之间的关系,调节导纳控制模型系数,根据步骤S9中得到的实际打磨力,经过导纳控制模型,将磨抛力信息转换为机器人去毛刺过程中的轨迹调整信息,实现去毛刺轨迹的主动恒力跟踪;
上述去毛刺轨迹的恒力跟踪为磨抛过程法向力的恒力跟踪,通过恒力跟踪保证磨抛去除毛刺余量的一致性。机器人轨迹恒力跟踪过程即机器人进行力位混合控制的过程,在开始或结束机器人轨迹恒力跟踪时,应保证刀具未与叶轮叶片发生接触。
在步骤S10中提到的导纳控制模型为:
其中,M为6*6的机器人惯性系数矩阵,B为6*6的阻抗系数矩阵,K为6*6的刚度系数矩阵,通过调整M、B、K系数矩阵的大小,可以调节机器人轨迹的跟踪效果。、、分别为机器人当前实际加速度、速度和位移,、、分别为机器人去毛刺加工轨迹的期望加速度、速度和位移,为实际接触力,为期望接触力。在确定号叶轮叶片型号后,根据生成的离线加工轨迹,其期望加速度、速度及位移已知,期望力根据叶轮叶片毛刺去除量确定,实际接触力由步骤S9获得,而实际加速度、速度和位移由导纳模型求得。
本实施例中以KUKA机器人为例,其要实现在期望加工轨迹的基础上,根据实际磨抛力进行轨迹调控,需要结合其RSI控制,则可以实现在4ms改变一次轨迹信息,从而保证去毛刺轨迹的恒力跟踪。
步骤S11、在步骤S8中根据力信息进行叶轮叶片机器人磨抛状态判断的基础上,结合双目视觉,对机器人轨迹进行实时跟踪,同时采集机器人位姿、速度、加速度信息,结合神经网络对机器人轨迹进行预测,从而预防机器人与环境发生碰撞,保障叶轮叶片去毛刺全过程的顺利进行。
如上所述,尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明,但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下,可对其在形式上和细节上做出各种变化。
Claims (7)
1.叶轮叶片机器人轨迹恒力跟踪去毛刺方法,其特征在于包括如下步骤:
步骤1、确定叶轮叶片种类;
步骤2、在得到叶轮叶片种类的结果后,规划出去毛刺轨迹;
步骤3、选定带有浮动调节头的去毛刺刀具,并在刀库自动换刀;所述浮动调节头根据不同叶轮叶片材料及毛刺去除量调节刀具松紧度;
步骤4、完成自动换刀后,对刀具进行零点标定;
步骤5、在对刀具进行零点标定的同时检测是否存在断刀、错刀的情况;
步骤6、确定机器人初始加工轨迹;
步骤7、确定磨抛法向力、切向力和轴向力;
将整个磨抛过程分为三个区域:
第二个区域为可磨抛厚度内存在的尺寸效应区域;
式中为比例系数,为机器人的进给速度,为去毛刺刀具切削刃的线速度,为动态切刃系数,为从边界c沿深度方向开始计算的可调节磨抛深度,边界c指尺寸效应区域与磨抛深度可调节区域交界处,在深度可调节区域内系数和保持不变,且所有过程均满足,系数、的大小与刀具、工件材料相关,并通过实验获得;
为保证去毛刺过程磨抛深度始终在深度可调节区域内,定义去除毛刺和尺寸效应区域所产生的最大法向磨抛力为,满足,去除所有余量所允许的最大磨抛法向力为,当实际磨抛法向力满足时,整个磨抛轨迹始终处于深度可调节区域,磨抛可调节深度与磨抛法向力转换关系固定不变,从而实现磨抛轨迹恒力跟踪;
步骤8、设定浮动电主轴轨迹跟踪恒力大小及安全力阈值;
步骤9、在去毛刺加工过程中实时采集力信息,优化重力的影响,获得由于去毛刺所产生的打磨力;
步骤10、将磨抛力信息转换为机器人去毛刺过程中的轨迹调整信息,实现去毛刺轨迹的主动恒力跟踪;
步骤11、在步骤8的基础之上对机器人轨迹进行实时跟踪、并对机器人轨迹进行预测。
2.根据权利要求1所述的叶轮叶片机器人轨迹恒力跟踪去毛刺方法,其特征在于,步骤1进一步包括:
将待加工叶轮叶片以固定姿态安装在随行夹具上,确保随行夹具与叶轮叶片整个去毛刺过程均保持在双目视觉视场中,采用双目视觉采集叶轮叶片图片,通过识别轮廓尺寸及特征点,与数据库中特征数据进行对比,确定当前叶轮叶片种类;
步骤3中所述刀库不同标号对应不同的打磨刀具,且刀具的刀片在预定程度上实现磨抛法向力反向浮动。
3.根据权利要求1所述的叶轮叶片机器人轨迹恒力跟踪去毛刺方法,其特征在于,步骤4进一步包括:
通过对刀仪与机器人基坐标系之间的位置关系,确定当前刀具刀尖点在机器人基座标系中的位置,从而确定机器人去毛刺轨迹。
4.根据权利要求1所述的叶轮叶片机器人轨迹恒力跟踪去毛刺方法,其特征在于,步骤5进一步包括:
在进行打磨刀具标定的同一工位,在刀具的正上方通过双目视觉采集刀具特征信息,与刀库数据进行匹配,确定刀具种类,判断是否发生错刀;
同时在刀具的正下方,装有激光位移传感器,通过将激光点打到刀具上进行反射,根据反射信息确定当前刀具是否发生断刀。
5.根据权利要求2所述的叶轮叶片机器人轨迹恒力跟踪去毛刺方法,其特征在于,步骤8进一步包括:
根据不同叶轮叶片种类,设定浮动电主轴轨迹跟踪恒力大小,实现去毛刺过程中的轴向浮动,同时结合步骤3中刀具磨抛法向力反向浮动,实现去毛刺过程中的多向浮动;
在浮动电主轴中设置安全力阈值,当浮动电主轴所受轴向力大于设定的安全力阈值,则认定发生碰撞,并停止机器人打磨。
6.根据权利要求1所述的叶轮叶片机器人轨迹恒力跟踪去毛刺方法,其特征在于,步骤10进一步包括:
结合步骤7中得到的磨抛法向力与磨抛深度之间的关系,调节导纳控制模型系数,根据步骤9中得到的实际打磨力,经过导纳控制模型,将磨抛力信息转换为机器人去毛刺过程中的轨迹调整信息,实现去毛刺轨迹的主动恒力跟踪。
7.根据权利要求1所述的叶轮叶片机器人轨迹恒力跟踪去毛刺方法,其特征在于,步骤11进一步包括:
在步骤8中根据力信息进行叶轮叶片机器人磨抛状态判断的基础上,结合双目视觉,对机器人轨迹进行实时跟踪,同时采集机器人位姿、速度、加速度信息,结合神经网络对机器人轨迹进行预测。
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