[发明专利]一种六轴磨抛工业机器人离线编程及修正方法

说明书

技术领域

本发明涉及抛光领域，具体涉及一种六轴磨抛工业机器人离线编程及修正方法。

背景技术

随着工业自动化的不断发展，人们开始关注工业机器人的应用，机器人技术的发展正逐步代替人从事各种生产作业，使人类从繁重的、重复单调的、有害健康和危险的生产作业中解放出来。磨抛领域也正逐渐采用工业机器人进行磨抛，目前在工业生产中对工件抛光工作通常由人工完成，存在抛光质量不稳定、精度不高，人工成本高、生产效率低等缺点，工作单调重复、抛光噪音和粉尘严重影响工人的健康。因此，提供一种用于磨抛的离线编程技术方法是十分有必要的。

现有的离线编程方法普遍存在操作过程繁琐，结果不精确的问题，例如中国发明专利《一种实现六轴抛光打磨机械臂离线编程的方法和装置》（公开号103692320A），公布了一种为离线编程软件快速生成打磨程序用于复杂曲面的打磨，所述方法包括：在离线编程软件中标定六轴抛光打磨机械臂与打磨工具的相对位置；生成打磨轨迹点；建立系统的三维模型并将三维模型进行格式转换；将已转换格式的三维模型导入离线编程软件以及将打磨轨迹点导入已转换格式的三维模型；根据六轴抛光打磨机械臂与打磨工具的相对位置、打磨轨迹点以及已转换格式的三维模型，生成打磨程序。该方法存在的问题是：

a、在读取六轴抛光打磨机械臂与打磨工具的相对位置时采用的方法是四点法标定打磨机，（1）实际加工位置是砂带，由于装配过程中的误差会传递到砂带，以及砂轮为柔性，并非理想状态的形状和尺寸；（2）仿真过程中无法确定加工量；（2）磨抛的水龙头形状各异，需要不同的夹具，对应的砂轮要求和形状也不一样；（3）夹具和工具以及砂抛机的制造和安装位置过程中同样会产生误差，这些误差未做修正；（4）磨抛加工是一种面与面接触加工方式，对于凹凸加工曲面往往需要通过柔性砂带变形完成磨抛，弯曲程序根据实际进行调整，而这种方法未考虑实际情况；（5）最重要的是砂带和砂轮在长期抛光过程中的变形都会导致磨削的误差，需要重新标定，这样较为麻烦。

b、在运动学仿真过程中，根据打磨点与打磨轨迹点的重合，计算得到各关节的转动角度。但各关节最后得到的转动角度虽然与仿真相同，但其实际运动轨迹会存在多种运动轨迹，因此，该方法的仿真运动轨迹无法得到全部的实际运动轨迹情况。

发明内容

本发明提供一种六轴磨抛工业机器人离线编程及修正方法，以解决现有磨抛的离线编程方法存在仿真过程无法确定加工量，对零部件安装过程会产生误差未做修正，未考虑实际情况对砂带的弯曲程序进行调整以及砂带变形产生的误差需要重新标定以及实际运动与仿真运动轨迹存在误差等缺点。

本发明所采用的技术方案是：

一种六轴磨抛工业机器人离线编程及修正方法，包括以下步骤：

（1）、建立模型：先通过三维软件建立磨抛系统的三维模型，该磨抛系统包括机器人、磨抛机、工件以及相应的夹具，然后在三维软件上完成磨抛系统工作环境的布局。

（2）、提取工件加工路径信息：利用极限等距法结合三维软件二次开发获取工件加工几何信息数据，该数据包括加工点的位置、法向矢量、副法向矢量以及切向量方向上的点，建立一系列加工点坐标系的三组一系列点三维坐标；

极限等距法具体如下：在工件加工曲面上规划出要加工的曲线L，以曲线L作曲面M的边界，对曲面M作等距为1mm的等距曲面M₁，曲面M₁上的边界曲线L₁即为曲线L的等距曲线；再以曲线L、L₁作曲面M₂，同样作等距为1mm的等距曲面M₃，L₂即为曲线L的另一边等距曲线；在曲线L、L₁、L₂上进行均匀取若干数量的点。上述三维软件二次开发的内容为能够快速获得大量点坐标值的三维软件的插件。