CN116100418A - 一种工业机器人笔电打磨工艺量化的参数化编程方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工业机器人笔电打磨工艺量化的参数化编程方法，硬件零件和控制方法：硬件零件包括产品、多功能打磨头、工业机器人、基础打磨轨迹、变化后打磨轨迹，工业机器人与多功能打磨头连接，多功能打磨头与产品接触；控制方法包括，步骤一：将所有硬件零件按照结构及连接关系连接；步骤二：利用离线操作将产品的基础打磨轨迹导出，工业机器人带多功能打磨头沿基础打磨轨迹运行，用户需要调整打磨方式和打磨轨迹又不想重复示教或离线操作。本发明提出了一种利用打磨工艺参数，生成打磨工艺轨迹的方式，通过本发明的实现，大大降低打磨工艺路径和的调试和示教时间，大大提高生产效率。

Description

一种工业机器人笔电打磨工艺量化的参数化编程方法

技术领域

本发明涉及工业机器人自动化技术领域，具体为一种工业机器人笔电打磨工艺量化的参数化编程方法。

背景技术

随着社会的发展，机器替代人工进行各种自动化作业处理，得到了飞速发展，工业机器人取代人工，进行一些高危，污染严重的工作岗位进行工作，这些工作多数都伴随着较高的职业病发生，机器换人迫在眉睫。但是在工业机器人取代人工进行打磨焊接等工艺性的工作时，工业机器人由于对打磨等工艺未知，导致工业机器人调试人员调试打磨等轨迹路径时间久，难度大，需要多次试错，尝试最优打磨路径、速度、压力等最优参数。

目前市面上现有的工业机器人上面已有的工艺插件包括有焊接、码垛、冲压。但是针对打磨，以及打磨工艺、工艺参数类的工业机器人工艺插件包很少，有的工业机器人公司，利用焊接工艺，输出不同参数的摆动打磨路径，但是仅仅是针对路径而言，对于复杂的打磨工艺杯水车薪。

现有的工业机器人存在的缺陷是：

现有打磨工业机器人工艺调试时间久，效率低，难度大等问题，此发明需要解决目前工业机器人打磨调试时间久，打磨轨迹无法量化的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工业机器人笔电打磨工艺量化的参数化编程方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种工业机器人笔电打磨工艺量化的参数化编程方法，硬件零件和控制方法：

硬件零件包括产品、多功能打磨头、工业机器人、基础打磨轨迹、变化后打磨轨迹，工业机器人与多功能打磨头连接，多功能打磨头与产品接触；

控制方法包括，步骤一：将所有硬件零件按照结构及连接关系连接；

步骤二：利用离线操作将产品的基础打磨轨迹导出，工业机器人带多功能打磨头沿基础打磨轨迹运行，用户需要调整打磨方式和打磨轨迹又不想重复示教或离线操作；

步骤三：用户根据自己需求在图七－工业机器人示教器压力和角度设置参数页面以及图六打磨次数等参数设置完成，用户填写规则：参照图二、图三，用户需要增加打磨压力，填写X，用户需要上下偏移打磨填写Z，用户需要改变打磨俯仰角度，填写B，用户需要填写打磨左右偏移填写Y，用户需要改变打磨偏航角改变C；

步骤四：最终用户直接通过调用封装好的指令，调用对应打磨参数；

步骤五：实现将轨迹从基础打磨轨迹变化到变化后打磨轨迹；

步骤六：完成打磨。

优选的，所述X－工业机器人压紧力进给量；Y－工业机器人左右打磨补偿量；Z－工业机器人上下打磨补偿量；B－工业机器人俯仰翻角度补偿量；C－工业机器人偏航翻角补偿量；h－基带俯仰角的进给量；a－工业机器人俯仰角。

优选的，所述工业机器人和多功能打磨头打磨平面平行于工件平面那么单纯调整进给X便可完成，但当用户需要带俯仰角a打磨时，此时单纯补偿X时其实际等于h，就会导致实际补偿量不是用户设定值。为了解决此问题，如图七所示：

因为，ZXh三边组合为一个直角三角形，俯仰角a角度已知；

那么，就有X＝h*sin a；

Z＝h*cos a；

所以，想让工业机器人改变打磨俯仰角或偏航角时联算XYZ补偿。

优选的，所述步骤七：为了简化用户操作，本发明将上述计算封装简化为一条指令和多个参数接口，用户不需要关心中间计算过程，只需要设定打磨参数和调用打磨指令，即可完成复杂的打磨轨迹编辑和生成。

优选的，所述工业机器人理论计算原理：

第一圈角度偏移计算

R[17]＝R[0]

R[18]＝90-R[0]

R[19]＝-R[0]

粗抛压力补偿

R[13]＝R[3]+(R[52]*R[58])

R[14]＝R[3]+(R[52]*R[58])

R[13]＝R[13]*SIN(R[17])

R[14]＝R[14]*COS(R[17])

粗抛第一圈上下错位

R[15]＝R[6]-(R[52]*R[59])

R[16]＝R[6]-(R[52]*R[59])

R[15]＝R[15]*SIN(R[18])

R[16]＝R[16]*COS(R[18])

左右偏移

R[20]＝R[9]-(R[52]*R[50])

工具偏移量

LR[102][0]＝R[13]+R[15]

LR[102][1]＝R[20]

LR[102][2]＝-R[14]+R[16]

LR[102][4]＝R[19]

GOTO LBL[1]

L P[201]VEL＝800ACC＝80DEC＝80,TOOL_OFFSET LR[102]

将上述计算，封装为工艺指令：

SET_PRESSURE_VALUE。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明提出了一种利用打磨工艺参数，生成打磨工艺轨迹的方式，通过本发明的实现，大大降低打磨工艺路径和的调试和示教时间，大大提高生产效率，本发明已经产业化，形成标准产品适配于多个现场使用，本发明整个计算过程和计算方法流程是工业机器人通用的计算方法适用于市面上所有机器人的工艺设定。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的打磨工艺参数解释侧视图图样编号；

图3为本发明的打磨工艺参数解释俯视图图样编号；

图4为本发明的打磨头水平补偿示意图，特殊情况示意图；

图5为本发明的打磨头带角度补偿示意图，打磨一般情况示意图；

图6为本发明的工业机器人示教器端的打磨次数和耗材更换参数设置；

图7为本发明的工业机器人示教器打磨压力角度等参数设定；

图8为本发明的实现方式流程图。

图中：1、产品；2、多功能打磨头；3、工业机器人；401、打磨轨迹；402、打磨轨迹。

具体实施方式

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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”“下”“内”“外”“前端”“后端”“两端”“一端”“另一端”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“设置有”“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8，本发明提供的一种实施例：一种工业机器人笔电打磨工艺量化的参数化编程方法，硬件零件和控制方法：

硬件零件包括产品1、多功能打磨头2、工业机器人3、基础打磨轨迹401、变化后打磨轨迹402，工业机器人3与多功能打磨头2连接，多功能打磨头2与产品1接触，工业机器人3通过设定好的编程控制多功能打磨头2移动，多功能打磨头2更加需要调整角度，对产品1进行打磨；

控制方法包括，步骤一：将所有硬件零件按照结构及连接关系连接；

步骤二：利用离线操作将产品1的基础打磨轨迹401导出，工业机器人3带多功能打磨头2沿基础打磨轨迹401运行，用户需要调整打磨方式和打磨轨迹又不想重复示教或离线操作；

步骤三：用户根据自己需求在图七－工业机器人3示教器压力和角度设置参数页面以及图六打磨次数等参数设置完成，用户填写规则：参照图二、图三，用户需要增加打磨压力，填写X，用户需要上下偏移打磨填写Z，用户需要改变打磨俯仰角度，填写B，用户需要填写打磨左右偏移填写Y，用户需要改变打磨偏航角改变C；

步骤四：最终用户直接通过调用封装好的指令，调用对应打磨参数；

步骤五：实现将轨迹从基础打磨轨迹401变化到变化后打磨轨迹401；

步骤六：完成打磨。

所述X－工业机器人3压紧力进给量；Y－工业机器人3左右打磨补偿量；Z－工业机器人3上下打磨补偿量；B－工业机器人3俯仰翻角度补偿量；C－工业机器人3偏航翻角补偿量；h－基带俯仰角的进给量；a－工业机器人3俯仰角。

所述工业机器人3和多功能打磨头2打磨平面平行于工件平面那么单纯调整进给X便可完成，但当用户需要带俯仰角a打磨时，此时单纯补偿X时其实际等于h，就会导致实际补偿量不是用户设定值。为了解决此问题，如图七所示：

因为，ZXh三边组合为一个直角三角形，俯仰角a角度已知；

那么，就有X＝h*sin a；

Z＝h*cos a；

所以，想让工业机器人3改变打磨俯仰角或偏航角时联算XYZ补偿。

所述步骤七：为了简化用户操作，本发明将上述计算封装简化为一条指令和多个参数接口，用户不需要关心中间计算过程，只需要设定打磨参数和调用打磨指令，即可完成复杂的打磨轨迹编辑和生成。

所述工业机器人3理论计算原理：

第一圈角度偏移计算

R[17]＝R[0]

R[18]＝90-R[0]

R[19]＝-R[0]

粗抛压力补偿

R[13]＝R[3]+(R[52]*R[58])

R[14]＝R[3]+(R[52]*R[58])

R[13]＝R[13]*SIN(R[17])

R[14]＝R[14]*COS(R[17])

粗抛第一圈上下错位

R[15]＝R[6]-(R[52]*R[59])

R[16]＝R[6]-(R[52]*R[59])

R[15]＝R[15]*SIN(R[18])

R[16]＝R[16]*COS(R[18])

左右偏移

R[20]＝R[9]-(R[52]*R[50])

工具偏移量

LR[102][0]＝R[13]+R[15]

LR[102][1]＝R[20]

LR[102][2]＝-R[14]+R[16]

LR[102][4]＝R[19]

GOTO LBL[1]

L P[201]VEL＝800ACC＝80DEC＝80,TOOL_OFFSET LR[102]将上述计算，封装为工艺指令：

SET_PRESSURE_VALUE。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。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，本发明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发明内。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 (5)

1.一种工业机器人笔电打磨工艺量化的参数化编程方法，硬件零件和控制方法，其特征在于：

硬件零件包括产品(1)、多功能打磨头(2)、工业机器人(3)、基础打磨轨迹(401)、变化后打磨轨迹(402)，工业机器人(3)与多功能打磨头(2)连接，多功能打磨头(2)与产品(1)接触；

控制方法包括，步骤一：将所有硬件零件按照结构及连接关系连接；

步骤二：利用离线操作将产品(1)的基础打磨轨迹(401)导出，工业机器人(3)带多功能打磨头(2)沿基础打磨轨迹(401)运行，用户需要调整打磨方式和打磨轨迹又不想重复示教或离线操作；

步骤三：用户根据自己需求在图七－工业机器人(3)示教器压力和角度设置参数页面以及图六打磨次数等参数设置完成，用户填写规则：参照图二、图三，用户需要增加打磨压力，填写X，用户需要上下偏移打磨填写Z，用户需要改变打磨俯仰角度，填写B，用户需要填写打磨左右偏移填写Y，用户需要改变打磨偏航角改变C；

步骤四：最终用户直接通过调用封装好的指令，调用对应打磨参数；

步骤五：实现将轨迹从基础打磨轨迹(401)变化到变化后打磨轨迹(401)；

步骤六：完成打磨。

2.根据权利要求1所述的一种工业机器人笔电打磨工艺量化的参数化编程方法，其特征在于：所述X－工业机器人(3)压紧力进给量；Y－工业机器人(3)左右打磨补偿量；Z－工业机器人(3)上下打磨补偿量；B－工业机器人(3)俯仰翻角度补偿量；C－工业机器人(3)偏航翻角补偿量；h－基带俯仰角的进给量；a－工业机器人(3)俯仰角。

3.根据权利要求1所述的一种工业机器人笔电打磨工艺量化的参数化编程方法，其特征在于：所述工业机器人(3)和多功能打磨头(2)打磨平面平行于工件平面那么单纯调整进给X便可完成，但当用户需要带俯仰角a打磨时，此时单纯补偿X时其实际等于h，就会导致实际补偿量不是用户设定值。为了解决此问题，如图七所示：

因为，ZXh三边组合为一个直角三角形，俯仰角a角度已知；

那么，就有X＝h*sin a；

Z＝h*cos a；

所以，想让工业机器人(3)改变打磨俯仰角或偏航角时联算XYZ补偿。

4.根据权利要求1所述的一种工业机器人笔电打磨工艺量化的参数化编程方法，其特征在于：所述步骤七：为了简化用户操作，将上述计算封装简化为一条指令和多个参数接口，用户不需要关心中间计算过程，只需要设定打磨参数和调用打磨指令，即可完成复杂的打磨轨迹编辑和生成。

5.根据权利要求1所述的一种工业机器人笔电打磨工艺量化的参数化编程方法，其特征在于：所述工业机器人(3)理论计算原理：

第一圈角度偏移计算

R[17]＝R[0]

R[18]＝90-R[0]

R[19]＝-R[0]

粗抛压力补偿

R[13]＝R[3]+(R[52]*R[58])

R[14]＝R[3]+(R[52]*R[58])

R[13]＝R[13]*SIN(R[17])

R[14]＝R[14]*COS(R[17])

粗抛第一圈上下错位

R[15]＝R[6]-(R[52]*R[59])

R[16]＝R[6]-(R[52]*R[59])

R[15]＝R[15]*SIN(R[18])

R[16]＝R[16]*COS(R[18])

左右偏移

R[20]＝R[9]-(R[52]*R[50])

工具偏移量

LR[102][0]＝R[13]+R[15]

LR[102][1]＝R[20]

LR[102][2]＝-R[14]+R[16]

LR[102][4]＝R[19]

GOTO LBL[1]

L P[201]VEL＝800ACC＝80DEC＝80,TOOL_OFFSET LR[102]将上述计算，封装为工艺指令：

SET_PRESSURE_VALUE。

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