[发明专利]用于打磨机器人的控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于打磨机器人的控制方法及系统。控制方法包括：步骤S1：对打磨工具及激光测距仪进行安装定位；步骤S2：通过激光测距仪对待打磨件进行外形数据扫描，获得每一扫描点处机器人的位置数据、姿态数据及激光测距仪的距离数据，根据位置数据、姿态数据及距离数据获得扫描曲面的打磨轨迹曲线；步骤S3：根据打磨轨迹曲线进行位置控制模式下的曲面打磨工作，同时结合力控模式对待打磨件进行打磨位置的修正处理。

技术领域

本发明涉及一种用于打磨机器人的控制方法及系统，特别涉及一种曲面拟合和力位混合修正的打磨机器人的控制方法及系统。

背景技术

目前叶片等自由曲面类零件的打磨抛光方法分为人工手持作业和机器人打磨系统作业两种方式，其中，人工手持作业工具靠经验来完成，不仅耗费大量人力资源，难以保证叶片打磨的质量一致性及加工效率，严重阻碍了生产力发展，而且现场的磨削环境较差，打磨产生的有毒气体和粉尘对人员的健康有着较大的潜在威胁。自动化机器人打磨系统可以克服人工手持作业的一些弊端，不仅易于维护，同时结合CAM技术、各种传感器和控制策略可以很好的保证叶片的打磨精度和成品质量，使得产品具有很好的一致性。但是现有的机器人打磨系统中普遍存在系统复杂、因力位传感器自身零点漂移或扫描仪器精度低导致的系统误差以及整体设备成本高昂等问题。

现有的机器人打磨系统通常以工业机器人作为载体，采用末端安装柔顺力控打磨设备或力传感器与打磨工具串联安装方式，在控制方法上通常结合CAM技术及相关软件或者扫描建立三维模型获得打磨轨迹，采用工业机器人力控制或者PI/PD控制策略来提高打磨轨迹的跟踪精度。

专利文献CN106625153A公开的打磨方法中，其叶片加工轨迹程序是基于CAM软件应用机器人离线编程技术生成的，但是在实际应用过程中由于叶片三维模型结构复杂，CAM技术生成的打磨轨迹不能直接用于叶片打磨；

专利文献CN103507070公开了使用三轴力传感器进行力控制的机器人控制装置，通过估算三轴力传感器不能检测的力以及力矩来进行力控制。此装置通过设定力估算点，然后对估算点进行力估算，进而对力估算点进行修正，完成力控制。但是存在如下问题：

1)上述专利的力控制方法是通过估算三轴力传感器不能检测的力以及力矩来进行力控制，即对设定的估算点进行力估算，从而进行力估算点进行修正。

(2)上述专利的力控制方法是估算力控制，因而力控制精度不高，无法保证打磨精度，无法应用与复杂曲面零件的加工。

专利文献CN105538095A公开的打磨方法中，需要结合叶片CAD模型、CAM软件和三维扫描测量仪，不仅打磨系统复杂，应用受到CAD模型和CAM软件限制，而且扫描仪的使用大大的提高了设备成本。

因此急需开发一种克服上述缺陷的用于打磨机器人的控制方法及系统。

发明内容

针对上述问题，本发明一种用于打磨机器人的控制方法，其中，包括：

步骤S1：对打磨工具及激光测距仪进行安装定位；

步骤S2：通过激光测距仪对待打磨件进行外形数据扫描，获得每一扫描点处机器人的位置数据、姿态数据及激光测距仪的距离数据，根据位置数据、姿态数据及距离数据获得扫描曲面的打磨轨迹曲线；

步骤S3：根据打磨轨迹曲线进行位置控制模式下的曲面打磨工作，同时结合力控模式对待打磨件进行打磨位置的修正处理。

上述的控制方法，其中，于所述步骤S1中包括：

步骤S11：在机器人的末端依次安装六维力传感器、打磨工具和两个激光测距仪；

步骤S12：建立机器人基座标系、末端坐标系和打磨工具中心点坐标系；