[发明专利]螺旋锥齿轮全角度柔性打磨机器装置、打磨方法及系统

说明书

本发明公开了一种螺旋锥齿轮全角度柔性打磨机器装置、打磨方法及系统，本发明通过工业机器人和工业相机相组合的自动化打磨设备，在工业机器人打磨齿轮的基础上，根据齿轮工件三维数模离线规划机器人打磨轨迹程序，再利用工业相机测量齿轮工件上定位特征点的三维信息，对齿轮工件进行精准定位，可实现螺旋锥齿轮全角度柔性打磨工作的精准实施，弥补了工业机器人示教打磨方式的过程繁琐和打磨精度低的问题，降低了打磨工作的成本，提高了打磨工作的效率和质量，可广泛应用于工业机器人技术领域和齿轮打磨工程领域。

技术领域

本发明涉及工业机器人和机械自动化技术领域，具体涉及一种螺旋锥齿轮全角度柔性打磨机器装置、打磨方法及系统。

背景技术

目前我国齿轮企业仍然普遍采用人工手持打磨工具加工齿轮凹凸两面齿顶线的方式，这种齿轮件的大面积材料加工工作劳动强度大、污染严重，对工人的身心健康影响巨大，且效率低下，大大限制企业生产效率和车间安全水平。随着劳动力成本的不断增加，以及工业机器人在企业中的应用日益广泛，利用工业机器人进行自动化齿轮件打磨必将成为今后国内外铸造行业的主流趋势，因此必须通过改变当前齿顶线加工方式，以提高齿顶线加工工作效率和工作质量，保证安全、高效的工作方式。

工业机器人自动打磨技术属于先进的齿轮加工技术，该技术在企业中的使用和推广可以大大改善工人的工作强度和工作环境，降低工人的安全风险。同时，加工出的齿轮件通常属于大批量的标准件，齿轮件自动打磨技术可以为企业提供长时间高效率的劳动力，减小企业成本。

我国的齿轮加工业市场广大，随着工业机器人技术的越发成熟以及其应用的日益广泛，自动化齿轮件打磨机器人代替人工打磨方式只是时间问题。与人工打磨相比，基于工业机器人的自动化打磨具有以下优点：

(1)操作简单，劳动强度低。对于一种标准化的齿轮件，只需将工业机器人和打磨工具通过示教与视觉相结合的方式进行一次打磨路径规划，之后便可实现长时间大批量的自动化打磨，打磨过程中不需要人工干预，工人只需负责打磨系统的监管和维护，保证系统的正常运行即可，因此可以将工人从脏乱、繁重的打磨工作中解脱出来。

(2)工作效率更高。基于工业机器人的自动化打磨系统除定期的维护保养之外，可以实现24小时不间断工作，且机器人的力量更大，可以实现人工打磨难以满足的大功率、大去除量的打磨任务。

(3)打磨质量更好。机器人打磨可以对打磨过程中砂轮的磨削力和打磨情况进行实时监控，可以实现恒力打磨、恒厚度打磨等多种打磨方式，其打磨路径具有极高的定位精度，更容易控制打磨质量，减少了人工技术差异、主观能动性差别等造成的质量差异。

因此越来越多的齿轮加工企业开始寻求借助自动化设备来进行繁重的打磨作业。对各类型的齿轮件进行自动化打磨，不仅可以给企业带来更好的产品质量和效益，还可以有效保障劳动者的安全生产权力，也更加符合新旧动能转换的发展趋势和制造业的高质量发展需求。

发明内容

本发明所要解决的问题是：提供一种螺旋锥齿轮全角度柔性打磨机器装置、打磨方法及系统，在工业机器人打磨齿轮的基础上，根据齿轮工件三维数模规划机器人打磨轨迹，利用工业相机测量齿轮工件上定位特征点的三维信息，对齿轮工件精准定位，可实现螺旋锥齿轮全角度柔性打磨工作的精准进行，弥补了工业机器人示教打磨方式的过程繁琐和打磨精度低的问题，降低了打磨工作的成本，提高了打磨工作的效率和质量。

本发明为解决上述问题所提供的技术方案为：一种螺旋锥齿轮全角度柔性打磨机器装置，包括

工业机器人，搭设于螺旋锥齿轮打磨现场，并与人机交互操控台连接，用于接收人机交互操作台发出的控制信号和打磨轨迹信息，并将其接收到的控制信号和轨迹信息对齿轮工件进行自动化打磨工作；

工业相机，设置在齿轮工件摆放的上方，所述工业相机与图像处理机连接，用于拍摄齿轮工件定位特征点图像，并将所述齿轮工件定位特征点图像发送至图像处理机；