[发明专利]基于机器人的铸件打磨轨迹在线补偿系统及方法

权利要求书

1.一种基于机器人的铸件打磨轨迹在线补偿系统，其特征在于：包括六轴机器人、PLC控制器、激光测距传感器、电主轴、安装板、打磨刀具、工作台和底座，所述PLC控制器用于接收激光测距传感器测量的距离信号，并控制六轴机器人和电主轴动作，电主轴安装板通过螺栓和销固定在六轴机器人执行末端，电主轴通过螺栓和销固定在电主轴安装板上激光测距传感器安装在安装板上，打磨刀具安装在电主轴上，待打磨的工件通过夹具固定在工作台上，所述激光测距传感器间歇性发射脉冲激光束，检测打磨刀具与工件表面之间的距离L1，定义打磨刀具位于初始位置时，六轴机器人执行末端与工件所需切削后表面距离为L2，根据L1和L2差值计算出切削深度，根据切削深度调整机器人的姿态，以保证刀具的切削深度在误差允许的范围内。

2.一种基于机器人的铸件打磨轨迹在线补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、通过PLC控制器调整六轴机器人位置，使得打磨刀具对准工件打磨起始点，定义打磨刀具位于初始位置时，六轴机器人执行末端与工件所需切削后表面距离为L2；

步骤2、开始打磨，并通过激光测距传感器间隙式测量机器人执行末端到工件表面的距离L1，根据L1和L2差值计算出初始切削深度e₀，并把数据传至PLC控制器；

步骤3、PLC控制端将距离数据传送给六轴机器人，通过机器人的判断程序检测当前机器人的位置是否在要的保证的距离L1允许的范围内；

步骤4、当检测出数值L1偏大时，则说明机器人的刀具没有接触工件表面或者切削深度不够，然后计算出数值L1和L2的差值即切削深度e，将切削深度e传给机器人，使得机器人带动打磨刀具移动，进刀，直至实际的切削深度e在允许范围内，同理当检测出数值L1偏小时，则通过机器人控制打磨刀具向外移动退刀，直至实际的切削深度e在允许范围内，从而使得打磨刀具对工件表面保持相对稳定的切削深度；

步骤5、机器人沿着所设定的路径在工件表面移动；

步骤6、激光测距传感器随着机器人的移动而间歇性发射激光束，进行实时测量，重复执行步骤4，实现对工件打磨轨迹在线补偿，直至完成整个工件打磨。

3.如权利要求2所述的一种基于机器人的铸件打磨轨迹在线补偿方法，其特征在于：所述机器人的移动精度不大于0.05mm，激光测距传感器的测量精度不大于0.01mm。

4.如权利要求2所述的一种基于机器人的铸件打磨轨迹在线补偿方法，其特征在于：实际切削深度e与初始切削深度e₀的差值不大于0.1mm。

5.如权利要求2所述的一种基于机器人的铸件打磨轨迹在线补偿方法，其特征在于：所述的六轴机器人包括机器人本体和机器人控制柜，用于和PLC控制器进行数据交换，其中机器人本体在六轴末端有用于安装电主轴安装板的法兰盘，然后将电主轴和激光测距传感器安装在安装板上。

6.如权利要求2所述的一种基于机器人的铸件打磨轨迹在线补偿方法，其特征在于：所述激光测距传感器发射激光束的方向应平行于电主轴转轴轴线方向。

7.如权利要求2所述的一种基于机器人的铸件打磨轨迹在线补偿方法，其特征在于：所述机器人行走的路径为根据工件理论形状设定行走路线。

8.如权利要求7所述的一种基于机器人的铸件打磨轨迹在线补偿方法，其特征在于：机器人行走过程中，始终保持电主轴的的轴线与对应工件加工区域平面法向平行。