[发明专利]一种机器人加工在线厚度补偿方法

说明书

本发明提供了一种机器人加工在线厚度补偿方法，包括以下步骤：在机器人末端加装用于机械加工的主轴、与主轴配合使用的加工刀具以及测厚传感器；在机器人对工件进行加工前，用测厚传感器测量工件厚度尺寸，厚度方向为Z向；根据工件厚度尺寸、测厚传感器与工件接触点的坐标参数，计算出工件的实际位置坐标；将工件的实际位置坐标与理论模型坐标和理论厚度进行对比，计算出偏差值；根据偏差值，对机器人末端的加工刀具运动轨迹进行补偿。通过本发明方法，可实现机器人对工件加工过程的厚度反馈，提高机器人加工精度。

技术领域

本发明涉及的是一种机器人加工在线厚度补偿方法，特别是涉及一种用于工业机器人机械加工的在线厚度补偿方法，属于机器人工程领域。

背景技术

工业机器人由于有着可编程、通用性好、柔性强、易于保养等优点，越来越受到技术人员的广泛应用，但目前工业机器人用于机械加工过程中，机器人末端绝对精度不高，因此为进一步提高机器人加工精度，可在机器人加工过程中增加在线补偿功能。

现有技术中面向机器人加工在线补偿方法，公开专利号CN141560A介绍了用于型钢加工的在线补偿方法，利用激光传感器测量出工件外形参数及测量点位置参数，通过计算机及控制系统，对加工路径进行在线补偿，提高了加工精度。该方法的缺点在于：对于截面不一致的工件，为实现工件在某厚度方向的在线补偿时，需测量出工件厚度方向两侧的外形参数，通过计算可得知厚度方向需补偿的数值，计算复杂；另一方面该方法为读取厚度信息需测量厚度方向两端外形信息，效率较低。

鉴于以上，针对机器人对工件进行加工过程中厚度方向的在线补偿，有必要研究一种方法，可简单有效测量出工件厚度方向上需补偿的值，再通过计算机及控制系统将该值补偿在机器人加工轨迹中。

发明内容

本发明的目的在于克服目前机器人机械加工中精度不足的问题，提供一种机器人在机械加工过程中的在线补偿方法，尤其是对加工工件厚度方向进行补偿，提高机器人加工精度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种机器人加工在线厚度补偿方法，包括以下步骤：

S1、在机器人末端加装用于机械加工的主轴、与主轴配合使用的加工刀具以及测厚传感器；

S2、在机器人对工件进行加工前，用测厚传感器测量工件厚度尺寸h₁，厚度方向为Z向；

S3、根据工件厚度尺寸h₁、测厚传感器与工件接触点的的坐标参数P₁(x₁，y₁，z₁)，计算出工件的实际位置坐标P₂(x₂，y₂，z₂)；

S4、将工件的实际位置坐标P₂(x₂，y₂，z₂)与理论模型坐标P₀(x₀，y₀，z₀)和理论厚度h₀进行对比，计算出偏差值ξ；

S5、根据偏差值ξ，对机器人末端的加工刀具运动轨迹进行补偿。

优选地，步骤S2中，所述厚度传感器与工件接触点的坐标参数通过控制系统自动记录。

优选地，步骤S3中，所述工件的实际位置坐标计算方法为：

P₂＝P₁+(0，0，h₁)＝(x₁，y₁，z₁+h₁)。

优选地，步骤S4中，所述偏差值ξ的计算方法为：