[发明专利]一种有障碍物曲面的打磨方法

说明书

本发明提供一种有障碍物曲面的打磨方法，所述打磨方法采用机器人进行打磨，所述机器人末端固定有打磨工具；包括以下步骤：S1、实物扫描，获取点云模型；S2、对所述点云模型进行降噪精简处理和实物重构；S3、通过测量，获取实物特征点在机器人坐标系下的坐标值；S4、模型导入及特征点匹配；S5、机器人离线编程及仿真模拟；S6、生成打磨轨迹，进行实物打磨。本发明提供的有障碍物曲面的打磨方法简单实用，精度和效率均较高，可应用于具有多种凸起障碍物和短壳边缘的某型贮箱箱底隔热层的打磨工艺中。

技术领域

本发明涉及表面打磨领域，特别涉及一种有障碍物曲面的打磨方法。

背景技术

某型贮箱箱底结构比较复杂，主要体现为：(1)箱底为椭球形曲面结构；(2)箱底在制造过程中存在焊接变形，因而并非规则的曲面结构；(3)箱底有很多法兰等凸起物；(4)箱底边缘为短壳结构。箱底的结构复杂性导致其隔热层打磨难度较大，也较难实现自动化打磨，此外隔热层打磨过程中不能碰撞法兰等凸起物，否则易导致贮箱损坏而报废。目前，该型箱底仍采用人工手动打磨方法，不仅加工周期长，生产效率低，精度差，产品质量稳定性差，而且人工劳动强度大，作业环境也差。因此，为了实现箱体隔热层高效率、高精度、高安全的规则加工，有必要研究一种贮箱隔热层机器人打磨系统精确标定与控制方法。在公开文件CN201410395204.X中给出了一种高精度机器人打磨系统及其控制方法，设有工艺专家系统和标定系统，通过几个单元的功能执行，可高精度、高效率、高质量的完成工件的打磨。

然而采用简单的工艺专家与标定系统并不能完成具有障碍物的自由曲面构件精确与安全打磨，需要针对自由曲面形貌兼顾障碍物的位置，结合精确的实物扫描重构与模型配准标定的方法，方可实现很好的打磨工艺质量和安全性，故将此方法应用到机器人打磨工艺过程中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有障碍物曲面的打磨方法，以解决现有某贮箱底面打磨效率低、精度差的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：提供一种有障碍物曲面的打磨方法，所述打磨方法采用机器人进行打磨，所述机器人末端固定有打磨工具；包括以下步骤：

S1、实物扫描，获取点云模型；

S2、对所述点云模型进行降噪精简处理和实物重构；

S3、通过测量，获取实物特征点在机器人坐标系下的坐标值；

S4、模型导入及特征点匹配；

S5、机器人离线编程及仿真模拟；

S6、生成打磨轨迹，进行实物打磨。

进一步地，所述步骤S1中，采用测量设备，对具有障碍物的曲面进行扫描，获取所述曲面及障碍物的点云数据模型。

进一步地，所述步骤S2中，将步骤S1中获取的点云数据模型导入曲面几何专用处理软件进行噪声点去除、模型精简，将处理过的点云数据模型导入三维建模软件，进行曲面拟合及障碍物建模。

进一步地，所述步骤S3中，通过确定有障碍物曲面上的特征点与所述机器人上的标定工装之间的相对位置关系，获得实物特征点在机器人坐标系下的坐标值。

进一步地，所述步骤S3采用机器人定位标定法：

机器人末端固定一个具有尖点的标定工具，将所述尖点作为机器人TCP点进行标定，机器人运动使得所述TCP点充分接近曲面上特征点，读取该状态下机器人TCP点坐标，即为特征点在机器人坐标系下坐标值。

进一步地，所述步骤S3采用激光跟踪仪测量标定法：