[发明专利]一种基于传感器反馈的机器人磨削系统

权利要求书

1.一种机器人磨削系统，用于对工件(7)进行磨削，包括系统控制主机(6)、机器人(1)、安装于机器人(1)末端的电主轴单元(3)和安装于电主轴单元(3)的末端的砂轮(32)，所述系统控制主机(6)通过控制电主轴单元(3)的对砂轮(32)的转动，以及控制机器人(1)末端对砂轮(32)的平动来完成对工件(7)的磨削过程，其特征在于：

所述机器人磨削系统还包括工件轮廓检测单元(2)，其用于检测工件(7)的轮廓，产生工件轮廓数据并输送给系统控制主机(6)；

所述系统控制主机(6)根据该工件轮廓数据产生转速数据和进给速度数据，分别将其输入至电主轴单元(3)和机器人(1)，以控制所述砂轮(32)对于工件(7)的磨削过程。

2.如权利要求1所述的机器人磨削系统，其特征在于，所述工作轮廓检测单元(3)包括两个摄像头(21、22)，该工作轮廓检测单元(3)该两个摄像头(21、22)实时采集的二维工件图像，采用三维重构方法构建三维的工件轮廓数据。

3.如权利要求1所述的机器人磨削系统，其特征在于，还包括砂轮磨损检测单元(4)，其用于检测砂轮(32)的磨损程度，得到砂轮磨损程度数据并传输给系统控制主机(6)；

所述系统控制主机(6)还根据该砂轮磨损程度数据来产生转速数据和进给速度数据。

4.如权利要求3所述的机器人磨削系统，其特征在于，所述砂轮磨损检测单元(4)通过实时检测砂轮(32)的磨损程度来重建砂轮表面的实时特征轮廓，将该实时特征轮廓与预设的特征轮廓做比较，计算砂轮(32)的磨损量，产生砂轮磨损程度数据。

5.如权利要求4所述的机器人磨削系统，其特征在于，所述砂轮磨损检测单元(3)为激光视觉传感器，其包括双目摄像头和线结构光源，并通过线结构光三角测量法重建砂轮表面的实时特征轮廓。

6.如权利要求3所述的机器人磨削系统，其特征在于，还包括磨削力检测单元(5)，其用于检测所述磨削过程中所述工件(7)和所述砂轮(32)之间的磨削力，产生磨削力数据并输送给系统控制主机(6)；

所述系统控制主机(6)还根据该磨削力数据来产生转速数据和进给速度数据。

7.如权利要求6所述的机器人磨削系统，其特征在于，所述磨削力检测单元(5)包括六维力传感器(51)和数据采集模块(52)，

所述六维力传感器(41)安装在所述机器人(1)的末端，用于检测磨削过程中工件7和砂轮32之间的磨削力；

所述数据采集模块(52)用于采集磨削力的切向分量和法向分量，产生磨削力数据并输入到系统控制主机(6)中。

8.如权利要求6所述的机器人磨削系统，其特征在于，所述系统控制主机(6)包括磨削轨迹规划模块(61)、机器人标定模块(62)和磨削力控制模块(63)，其中，

所述磨削轨迹规划模块(61)用于根据实时测量的工件轮廓数据和工件轮廓的设计数据，得到工件表面的磨削轨迹，规划磨削运动轨迹；

所述机器人标定模块(62)用于建立机器人坐标系与工件坐标系之间的坐标变换关系，并将磨削运动轨迹转换为机器人的末端运动轨迹；

所述磨削力控制模块(63)用于根据所述磨削力数据、砂轮磨损数据、工件轮廓数据和工件位置数据，计算得到砂轮的进给速度和转动速度，并将转动速度数据传输至所述电主轴单元(3)中，将所述进给速度转输到机器人(1)中。