[发明专利]一种基于离线编程的工件自动打磨加工方法

说明书

本发明涉及一种基于离线编程的工件自动打磨加工方法，包括如下步骤：S1、依待加工工件的3D图档数据，在离线编程软件中生成参考打磨轨迹；S2、扫描工件的实物标准件，以提取实物标准件的3D点云模型并将此3D点云模型保存为标准模板模型；S3、按参考打磨轨迹对实物标准件进行走位以通过获取的轨迹偏差数据对参考打磨轨迹进行修正，从而生成符合实物标准件的标准打磨轨迹；S4、按标准打磨轨迹对待加工工件进行逐一打磨作业。本发明以机器人装夹工件为基准，通过扫描对比、轨迹差异补偿等步骤即可完成对每个工件(尤其是小型工件)的精准化表面处理作业，能够有效地保证工件产品的均一性和质量，降低自动化表面处理作业的程序设计难度。

技术领域

本发明涉及加工技术领域，尤其是一种基于离线编程的工件自动打磨加工方法。

背景技术

随着制造业的迅速发展，诸如打磨、抛光等表面处理工艺已经成为工件加工过程中的一道关键工序，表面处理的效果也将直接决定工件产品的质量。

传统的打磨、抛光等表面处理工艺主要采用人工、专用机床、机器人等三种处理方式；其中，人工处理方式的作业量大、劳动强度高、作业效率低、工件加工的均一性较差，容易产生废品；专用机床处理方式的通用性较差，只能适合特定工件的批量加工；而机器人处理方式虽然可以完全实现对具有规则形状的工件的机械化、自动化表面处理，但对于外形结构复杂(如存在不规则的样条曲面、样条曲线)的工件，由于无法预知工件的结构和形状且机器人只能按照预定的路径进行打磨，使得机器人仍然无法完全取代人工处理或专用机床处理方式。

目前，行业内已经提出了诸多利用机器人对工件进行表面处理的技术方案，比如：

1、专利申请号为201610943988.4的中国发明专利所公开的《一种有障碍物曲面的打磨方法》，此技术方案基本原理是利用固定在机器人末端的打磨工具对工件进行打磨，主要流程为：S1、实物扫描，获取点云模型；S2、对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。此方案虽然可以对具有障碍物的曲面进行打磨，但实质上却存在如下问题：a、在对工件进行实际打磨的过程中，往往需要用到多种打磨工具，由于打磨工具是固定在机器人的末端，则必然会产生更换打磨工具的步骤，如此，不但需要对打磨工具、工件等重新进行定位测量，增加打磨方法实现的难度，也无法保证打磨效果；b、每扫描一个工件后，都需要对其进行重新测量才能获得实物特征点以及其在机器人坐标系下的坐标值，使得其只能适用于大型单体工件的打磨。

2、专利申请号为201810637745.7的中国发明专利所公开的《一种打磨加工方法和装置》，此技术方案的主要流程为：S1、获取待加工工件的3D数据；S2、利用计算机将获取的3D数据与标准3D数据进行匹配，获得缺陷部位；S3、利用加工激光器对缺陷部位进行反复加工打磨。此方案虽然是利用机器人来装设待打磨工件，能够在一定程度上解决更换打磨工具所产生的系列问题，但其也存在如下问题：a、获取待加工工件的3D数据只是用来找出产品的缺陷部位，而且获取3D数据的步骤比较复杂主；b、要是针对产品的缺陷部位进行反复加工打磨的，而非针对工件的整体进行打磨；c、在实际应用中，利用激光器对工件进行打磨抛光的技术并不成熟。

鉴于此，有必要对现有的诸如打磨、抛光等表面处理方法提出改进方案。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于离线编程的工件自动打磨加工方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于离线编程的工件自动打磨加工方法，它包括如下步骤：

S1、依待加工工件的3D图档数据，在离线编程软件中生成参考打磨轨迹；

S2、扫描工件的实物标准件，以提取实物标准件的3D点云模型并将此3D点云模型保存为标准模板模型；