CN107081677A - 一种基于激光检测的机器人打磨工艺优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于激光检测的机器人打磨工艺优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、通过激光检测所需打磨工件表面相对打磨工具径向的尺寸偏差；S2、机器人根据检测到的尺寸偏差运行打磨轨迹。本发明所述的基于激光检测的机器人打磨工艺优化方法使机器人打磨尺寸有偏差的保险柜磨削量能保持一致，并且该方法降低了机器人自动打磨系统对客户工件尺寸精度要求，提高了机器人打磨自动化程度。

Description

一种基于激光检测的机器人打磨工艺优化方法

技术领域

本发明属于机器人打磨技术领域，尤其是涉及一种基于激光检测的机器人打磨工艺优化方法。

背景技术

保险柜生成工艺：从下料的板材拼接后焊接成型，需要对保险柜外表面的焊缝进行打磨处理。

因人工打磨保险柜劳动强度大，工作环境恶劣，故用机器人代替人工进行打磨作业。工业机器人抓取焊接完成后的保险柜去砂带机处打磨焊缝，工件定位依靠机器人夹具夹紧并定位，机器人打磨程序重复同样的轨迹进行打磨工件。

现有技术中，保险柜的前道工序是人工拼装，因此工件的尺寸一致性比较差。若按照传统的机器人磨削方法，会存在有些工件打磨不到或者磨削过多导致表面打磨不能达到客户的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种基于激光检测的机器人打磨工艺优化方法，以解决现有的人工打磨工作强度大，工作环境恶劣，人工往往难以胜任，以及现有的机器人打磨智能化程度低，工艺不合格的情况。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于激光检测的机器人打磨工艺优化方法，包括以下步骤：

S1、通过激光检测所需打磨工件表面相对打磨工具径向的尺寸偏差；

S2、机器人根据检测到的尺寸偏差运行打磨轨迹。

进一步的，所述步骤S1中，所述检测尺寸偏差的具体方法如下：

S101、机器人抓工件示教机器人程序点，所述机器人程序点包括打磨起始点机器人位置、打磨结束点机器人位置、点激光基准检测点机器人位置；

S102、通过函数等分打磨起始点和打磨结束点的位置值，用来自动增加打磨起始点和打磨结束点之间若干个机器人打磨程序点；

S103、通过函数指令，将步骤S102中的多个机器人打磨程序点通过程序计算偏移得出多个激光检测位置，通过激光检测位置分别检测出多个值；

S104、根据检测出的值与点激光基准检测点的检测值比较，计算出偏差值。

进一步的，所述步骤S103中的机器人打磨程序点和激光检测位置的数量相同。

进一步的，所述步骤S104中，所述计算出的偏差值超过设定的阈值，机器人会报警并且停止工作。

进一步的，所述步骤S103中，机器人打磨程序点进行偏移时，会根据打磨工具的磨损进行补偿打磨工具的损耗。

进一步的，所述偏移补偿打磨工具的损耗，具体方法如下：

S201、试验测量一个新的打磨工具在打磨消耗到极限时，打磨工具厚度的尺寸偏差D和打磨工件的总数量N；

S202、得出每打磨一个工件消耗打磨工具量；

S203、通过偏移指令偏移机器人打磨点的位置坐标，从而对打磨工具损耗进行补偿。

进一步的，所述打磨工具为砂带机，所述砂带机为固定在地上由电机带动连接主动轮和从动轮上的砂带传动来磨削物件的机构。

相对于现有技术，本发明所述的基于激光检测的机器人打磨工艺优化方法具有以下优势：

本发明所述的基于激光检测的机器人打磨工艺优化方法使机器人打磨尺寸有偏差的保险柜磨削量能保持一致，并且该方法降低了机器人自动打磨系统对客户工件尺寸精度要求，提高了机器人打磨自动化程度。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的基于激光检测的机器人打磨工艺优化方法流程图。

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组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

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”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

基于激光检测的机器人打磨工艺优化方法，砂带机安装在机器人下方，机器人抓取工件，先进行示教，测量工件表面焊接处焊接结构的径向垂直高度，然后与点激光基准检测点测量的基准面做比较，计算出偏差值，并且根据打磨工具的磨损量进行补偿，机器人设定运行轨迹，最后进行打磨。

本发明的一些关键词说明：

Path：程序位置点。

num：打磨每个工件打磨工具的磨损量。

grinding_start:打磨起始点机器人位置。

grinding_end：打磨结束点机器人位置。

polish：点激光基准检测点机器人位置。

laser：点激光检测基准值。

laser_reference：点激光实际检测值。

offs_x.trans.x：点激光实际检测值和基准值的差值。

ncount：打磨工具打磨工件的数量。

如图1所示，一种基于激光检测的机器人打磨工艺优化方法，包括以下步骤：

S1、通过激光检测所需打磨工件表面相对打磨工具径向的尺寸偏差；

S2、机器人根据检测到的尺寸偏差运行打磨轨迹。

其中，所述步骤S1中，所述检测尺寸偏差的具体方法如下：

S101、机器人抓工件示教机器人程序点，所述机器人程序点包括打磨起始点机器人位置、打磨结束点机器人位置、点激光基准检测点机器人位置，grinding_start:打磨起始点机器人位置；grinding_end：打磨结束点机器人位置；polish：点激光基准检测点机器人位置(该位置点激光检测值记录为laser)；

S102、通过函数等分打磨起始点和打磨结束点的位置值，

grinding_p:＝grinding_start；

grinding_p.trans.x:＝(grinding_end.trans.x-grinding_start.trans.x)/4+grinding_start.trans.x；

grinding_p.trans.y:＝(grinding_end.trans.y-grinding_start.trans.y)/4+grinding_start1.trans.y；

grinding_p.trans.z:＝(grinding_end.trans.z-grinding_start.trans.z)/4+grinding_start.trans.z；用来自动增加打磨起始点和打磨结束点之间若干个机器人打磨程序点；

S103、通过函数指令，

off_x:＝polish.trans.x-grinding_start.trans.x；

off_y:＝polish.trans.y-grinding_start.trans.y；

off_z:＝polish.trans.z-grinding_start.trans.z；将步骤S102中的多个机器人打磨程序点通过程序偏移得出多个激光检测位置，例如机器人起始打磨程序点“P1”的空间值为(x1，y1，z1)，相对于打磨起始点的点激光检测点“R1”空间位置为(a1，b1，c1)。则这两个相对位置差就是△x，△y，△z。根据我前面提到的打磨起始点和终点直接若干个点如“P2(x2，y2，z2)，P3(x3，y3，z3)，P4(x4，y4，z4)，P5(x5，y5，z5)"，可以得知检测的其他位置点“R2(x2-△x，y2-△x，z2-△x)，R3(x3-△x，y3-△x，z3-△x)，R4(x4-△x，y4-△x，z4-△x),R5(x5-△x，y5-△x，z5-△x)；通过激光检测位置分别检测出多个值。

S104、根据检测出的值与点激光基准检测点的检测值比较，laser_reference1～laser_reference5，同时与基准值laser比较并计算出偏差值offs_x.trans.x。

依上述方法将将差值offs_x.trans.x赋值到机器人打磨程序点grinding_p的坐标数据中。机器人所有打磨程序点grinding_p都进行点激光检测和偏移校正。机器人运行打磨轨迹就会根据工件打磨表面相对打磨工具径向的变化，而产生相应的变化，从而使机器人磨削工件的磨削量保持一致。

其中，所述步骤S103中的机器人打磨程序点和激光检测位置的数量相同。

其中，所述步骤S104中，所述计算出的偏差值超过设定的阈值，机器人会报警并且停止工作。检测工件尺寸变化是否在合理范围内：判断指令：IF offs_x.trans.x>5ORoffs_x.trans.x<-5THEN，若工件尺寸偏差过大(偏差值可设定)，程序将告知机器人报警并停止。

其中，所述步骤S103中，机器人打磨程序点进行偏移时，会根据打磨工具的磨损进行补偿打磨工具的损耗。

其中，所述偏移补偿打磨工具的损耗，具体方法如下：

S201、试验测量一个新的打磨工具在打磨消耗到极限时，打磨工具厚度的尺寸偏差D和打磨工件的总数量N；

S202、得出每打磨一个工件消耗打磨工具量；

S203、通过偏移指令偏移机器人打磨点的位置坐标，从而对打磨工具损耗进行补偿。

定义打磨工具打磨工件的数量ncount，根据试验测量一根新的打磨工具和打磨消耗到极限的打磨工具厚度的尺寸偏差D和打磨工件的总数量N，得出每打磨一个工件消耗打磨工具量num:＝D/N。

通过偏移指令“Offs(grinding_p,0,0+ncount*num,0)”偏移机器人打磨点grinding_p的位置坐标，从而对打磨工具损耗进行补偿(补偿的方向为工件相对打磨工具的径向方向)。

其中，所述打磨工具为砂带机，所述砂带机为固定在地上由电机带动连接主动轮和从动轮上的砂带传动来磨削物件的机构。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于激光检测的机器人打磨工艺优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过激光检测所需打磨工件表面相对打磨工具径向的尺寸偏差；

S2、机器人根据检测到的尺寸偏差运行打磨轨迹。

2.根据权利要求1所述的基于激光检测的机器人打磨工艺优化方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述通过激光检测尺寸偏差的具体方法如下：

S101、机器人抓取工件，示教机器人程序点，所述机器人程序点包括打磨起始点机器人位置、打磨结束点机器人位置、点激光基准检测点机器人位置；

S102、通过函数等分打磨起始点和打磨结束点的位置值，用来自动增加打磨起始点和打磨结束点之间若干个机器人打磨程序点；

S103、通过函数指令，将步骤S102中的多个机器人打磨程序点通过程序计算偏移得出多个激光检测位置，通过激光检测位置分别检测出多个值；

S104、根据检测出的值与点激光基准检测点的检测值比较，计算出偏差值。

3.根据权利要求2所述的基于激光检测的机器人打磨工艺优化方法，其特征在于：所述步骤S103中的机器人打磨程序点和激光检测位置的数量相同。

4.根据权利要求2所述的基于激光检测的机器人打磨工艺优化方法，其特征在于：所述步骤S104中，所述计算出的偏差值超过设定的阈值，机器人会报警并且停止工作。

5.根据权利要求2所述的基于激光检测的机器人打磨工艺优化方法，其特征在于：所述步骤S103中，机器人打磨程序点进行偏移时，会根据打磨工具的磨损进行补偿打磨工具的损耗。

6.根据权利要求5所述的基于激光检测的机器人打磨工艺优化方法，其特征在于：所述偏移补偿打磨工具的损耗，具体方法如下：

S201、试验测量一个新的打磨工具在打磨消耗到极限时，打磨工具厚度的尺寸偏差D和打磨工件的总数量N；

S202、得出每打磨一个工件消耗打磨工具量；

S203、通过偏移指令偏移机器人打磨点的位置坐标，从而对打磨工具损耗进行补偿。

7.根据权利要求1、2、5、6任一所述的基于激光检测的机器人打磨工艺优化方法，其特征在于：所述打磨工具为砂带机，所述砂带机为固定在地上由电机带动连接主动轮和从动轮上的砂带传动来磨削物件的机构。