[发明专利]一种自由曲面的工业机器人自动磨抛系统及方法

摘要

本发明涉及一种自由曲面的工业机器人自动磨抛系统及方法，其特征在于：包括上位机、工业机器人、机器人控制器、力传感器、信号采集器、磨抛装置和工作台；所述上位机与所述信号采集器、所述机器人控制器相连，所述机器人控制器与所述工业机器人、所述磨抛装置相连，所述信号采集器与所述力传感器相连；所述工业机器人与所述磨抛装置相连，所述力传感器设置在所述磨抛装置与工业机器人的连接处，所述工作台用以固定工件。本发明既能够直接对自由曲面直接磨抛，不需要事先进行离线编程，还能够实现曲面磨抛时接触压力恒定且可调，控制简单，易于操作。

主权项

1.一种自由曲面的工业机器人自动磨抛系统，其特征在于：包括上位机、工业机器人、机器人控制器、力传感器、信号采集器、磨抛装置和工作台；所述上位机与所述信号采集器、所述机器人控制器相连，所述机器人控制器与所述工业机器人、所述磨抛装置相连，所述信号采集器与所述力传感器相连；所述工业机器人与所述磨抛装置相连，所述力传感器设置在所述磨抛装置与工业机器人的连接处，所述工作台用于固定工件；其中，所述上位机包括机器人控制器通信模块、信号采集器通信模块、位姿坐标解算模块、重力补偿模块、摩擦力补偿模块、磨抛轨迹控制模块、磨抛边界识别模块和用户界面；所述位姿坐标解算模块通过获取工业机器人当前的关节信息，正向求解工业机器人运动学获得工业机器人位姿信息；通过工业机器人的位姿信息逆向求解出工业机器人的关节信息；所述重力补偿模块通过获取工业机器人当前的姿态信息，计算出磨抛装置的重力在传感器坐标系下的分量，补偿磨抛装置重力的影响；所述摩擦力补偿模块通过摩擦介质与工件的摩擦系数，修正接触力的摩擦力分力，获得磨抛介质与工件接触力的可靠估计，并与当前工业机器人位姿比较，获得工业机器人的位姿修正量，通过磨抛轨迹控制模块生成机器人轨迹进给的位姿偏移量；将位姿修正量和位姿偏移量合并计算，并转化为机器人的运动指令，发送至机器人控制器控制工业机器人向目标位姿运动，实现机器人磨抛时的位姿自动矫正和基于磨抛轨迹控制模块生成的磨抛轨迹的自动磨抛；所述磨抛边界识别模块用于限定机器人磨抛区域并判断磨抛结束的条件。