[发明专利]圆形工件表面打磨方法

说明书

本发明公开了一种圆形工件表面打磨方法，包括步骤：S1、示教扫描轨迹；S2、标定机器人与视觉传感器；S3、采集数据：机器人携带视觉传感器对工件进行扫描时，机器人与视觉传感器在相同时间周期内向计算机传输数据，视觉传感器传输的数据包括当前扫描到的工件轮廓数据；S4、获取工件边缘点；S5、重建工件三维点云；S6、打磨。本发明的圆形工件表面打磨方法，利用线结构光类传感器扫描，实现非线性重建曲线轮廓表面，而且利用每条轮廓线计算定位边缘轮廓点，通过重建点云，可以实现工件轮廓的精准定位与打磨，有助于提高工件打磨质量。

技术领域

本发明属于打磨技术领域，具体地说，本发明涉及一种圆形工件表面打磨方法。

背景技术

在工业现场中常存在各种异形件打磨，若采取人工打磨，其过程十分费时费力，且打磨精度仍无法保证。因此，现有技术出现了基于机器视觉的全自动打磨系统。

现有的全自动打磨系统采用的线结构光类视觉传感器仅能定位工件的轮廓位置，对于工件的轮廓姿态未能给出。

线结构光类视觉传感器在扫描工件时，其时间轴方向无法与实际的运动方向相同，固在点云重建时，其点云中工件的外观形状存在一定的失真(形状上存在变形)。线结构光类视觉传感器每次仅能传输一组数据，其扫描结果为N组线状数据组合，每组数据间没有必然的联系，为了重建三维信息，需要为每组数据与其他数据间建立准确的间隔联系，若间隔建立错误将会使重建点云中工件的尺寸大小存在一定的误差(工件尺寸存在很大误差)。而且机器人走弧线运动，在工件上打磨时，进给深度与打磨高度以及打磨的姿态难以把控。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种圆形工件表面打磨方法，目的是提高工件打磨质量。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：圆形工件表面打磨方法，包括步骤：

S1、示教扫描轨迹：视觉传感器安装于机器人末端，在机器人基坐标系中示教视觉传感器的扫描运动轨迹，视觉传感器为线结构光类传感器；

S2、标定机器人与视觉传感器；

S3、采集数据：机器人携带视觉传感器对工件进行扫描时，机器人与视觉传感器在相同时间周期内向计算机传输数据，视觉传感器传输的数据包括当前扫描到的工件轮廓数据；

S4、获取工件边缘点；

S5、重建工件三维点云；

S6、打磨。

所述步骤S1中，在机器人基坐标系中示教一个直线或弧线为视觉传感器的扫描运动轨迹。

所述步骤S2中，机器人处于某一固定姿态时，从所述视觉传感器发射的激光轮廓平面中获取一组点P＝{p₁，p₂，p₃，Λ，p_n}，机器人依次示教获取该组点在机器人基坐标系下的坐标位置Q＝{q₁，q₂，q₃，Λ，q_n}，然后通过标定公式求解出转化矩阵

所述步骤S3中，机器人和视觉传感器向计算机传输数据的间隔Δt相同，机器人传输的数据包括每个间隔Δt的机器人当前法兰盘工具坐标系的位置和姿态。

所述步骤S4中，所述视觉传感器向计算机传输N组数据，每组数据的工件轮廓仅存在x、z两个轴向的数据量，针对每组数据进行xz平面点的直线或曲线拟合，拟合的方式采取最小二乘方式；利用拟合获取的直线或曲线进行交线计算，在与实际情况相对比的情况下，保存真实的边缘点，移除无用的交点。

所述步骤S5中，根据机器人和视觉传感器向计算机传输的数据，进行三维点云的重建，重建后计算每组轮廓上的点的法向，以计算的边缘点为定位点，两条定位法向为工件的局部姿态，计算打磨刀具的进给量。