[发明专利]基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法及设备

说明书

本发明提供了一种基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法及设备，包括：根据打磨盘半径和相邻两行打磨路径之间的行距构建残留高度，获取待加工区域的包围盒；以包围盒的初始打磨路径为基准进行离散，得到初始打磨路径的初始插补点坐标；根据初始插补点坐标，得到与初始打磨路径相邻的所有打磨路径上的插补点坐标，以包围盒作为边界，将边界外的插补点剔除，得到最终插补点集合，并对最终插补点集合中每相邻两插补点的步长进行修正，得到修正后插补点集合；获取修正后插补点集合中每个插补点的法向量，根据打磨头轴线在YZ平面上的投影线扫过的面积，对每个插补点的法向量进行优化，得到每个插补点位姿信息。本发明可以提升工件表面打磨质量。

技术领域

本发明实施例涉及机器人打磨控制技术领域，尤其涉及一种基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法及设备。

背景技术

六自由度工业机器人由于具有良好的自由度和柔性，使得它被广泛的应用于大型工件的打磨抛光等作业中。在机器人打磨过程中，需要根据加工对象，编制离线加工路径。在端面打磨过程中切削力矩从打磨盘的圆心到半径方向逐渐增大，使得打磨后面的表面呈现中间高两边低的情况。对于曲面类工件，继续按照等宽度法偏置生成打磨路径，会使得打磨之后的表面质量一致性较差，降低打磨质量。因此，开发一种基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法及设备，可以有效克服上述相关技术中的缺陷，就成为业界亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明实施例提供了一种基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法及设备。

第一方面，本发明的实施例提供了一种基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法，包括：根据打磨盘半径和相邻两行打磨路径之间的行距构建残留高度，获取待加工区域的包围盒；以包围盒的初始打磨路径为基准进行离散，得到初始打磨路径的初始插补点坐标；根据初始插补点坐标，得到与初始打磨路径相邻的所有打磨路径上的插补点坐标，以包围盒作为边界，将边界外的插补点剔除，得到最终插补点集合，并对最终插补点集合中每相邻两插补点的步长进行修正，得到修正后插补点集合；获取修正后插补点集合中每个插补点的法向量，根据打磨头轴线在YZ平面上的投影线扫过的面积，对所述每个插补点的法向量进行优化，得到每个插补点位姿信息。

在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法，所述根据打磨盘半径和相邻两行打磨路径之间的行距构建残留高度，包括：

其中，L为两行打磨路径之间的行距；R为打磨点处的曲率半径；h为残留高度。

在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法，所述以包围盒的初始打磨路径为基准进行离散，得到初始打磨路径的初始插补点坐标，包括：在初始打磨路径上以等弧长进行离散，分别计算第一插补点处的曲率，并设定阈值，当曲率小于所述阈值时，则将第一插补点处近似为直线段，并计算第二插补点处的曲率；若第二插补点处的曲率大于所述阈值，根据等高度差法，计算第二插补点坐标，并以第二插补点为基准继续以等高度差法计算第三插补点坐标。

在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的基于等残高端面的机器人打磨路径规划方法，所述根据初始插补点坐标，得到与初始打磨路径相邻的所有打磨路径上的插补点坐标，包括：以初始插补点为起点，计算起点所在路径方向的切线，并定义为第一方向，计算经过起点且垂直于第一方向的第二方向，以输入的残高计算得到的行距作为约束条件计算目标点，若目标点位于曲面上，则记录目标点坐标信息；若目标点不在曲面上，以第一方向为旋转轴，旋转以起点和目标点为端点的线段一圈，若线段与曲面相交，交点则为实际的坐标点，若旋转一周仍无交点，则判断当前打磨路径插补点是否遍历完成，如果没有，则继续计算下一个起点及相邻的下一个目标点,依次循环下去，如果当前插补点遍历完毕，则得到第二条路径上所有的插补点，接着判断插补点是否覆盖整个加工区域，如果没有则以当前新生成的插补点作为新起点，继续计算下一条路径插补点，直至插补点覆盖整个加工区域。