[发明专利]一种铸件打磨砂轮补偿控制方法

权利要求书

1.一种铸件打磨砂轮补偿控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：给机器人工作轴上安装砂轮，并在所述砂轮的轴中心安装尖型定位棒，然后标定所述尖型定位棒的尖点TCP，以使尖点TCP笛卡尔坐标与所述机器人工作轴的笛卡尔坐标相同；

步骤S2：根据所述尖点与砂轮轴中心之间的距离，结合所述尖点TCP，获取砂轮轴中心TCP；

将获取的砂轮轴中心TCP的表示方法自四元数转化为欧拉角；然后旋转所述砂轮轴中心，以满足所述机器人操作盒Z轴摇杆顺时针旋转时其Z轴方向为砂轮轴中心指向砂轮表面，Z轴摇杆逆时针旋转时其Z轴方向为砂轮表面指向砂轮轴中心，并得到旋转角度的欧拉角；再将所述旋转角度的欧拉角转化为所述机器人可识别的四元数；

步骤S3：将所述砂轮的圆周表面等分，以等分点为分段打磨用的砂轮表面点；再根据所述砂轮轴中心的位置与砂轮表面点的位置，得到所述砂轮表面点TCP；

其中，砂轮轴中心笛卡尔坐标为(X,Y,Z)，所述砂轮表面点笛卡尔坐标为(Xα,Yα,Zα)，所述砂轮表面点TCP为：

Xα＝X，Yα＝Y+Rsinα，Zα＝Z-Rcosα，α为等分点分割圆心角；

步骤S4：根据工件打磨要求将铸件打磨区域分割成若干段，并为每段打磨区域选择合适的所述砂轮表面点；

步骤S5：使用对应的砂轮表面点TCP来向机器人示教每段打磨区域的打磨轨迹；

步骤S6：示教完成后，由机器人按段运行所述打磨轨迹对铸件进行打磨；

在打磨过程中，若打磨发生偏差，上位机设置偏差量，由机器人调用偏移函数来调节所述打磨轨迹中每个砂轮表面点TCP Z轴的偏移量，以实现砂轮快速补偿。

2.根据权利要求1所述的铸件打磨砂轮补偿控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，由机器人使用四点标定法来标定所述尖点TCP。

3.根据权利要求1或2所述的铸件打磨砂轮补偿控制方法，其特征在于，假定所述砂轮的厚度为R，尖型定位棒的长度为L；所述尖点TCP相较于砂轮轴中心TCP的X轴方向偏移距离为

4.根据权利要求1所述的铸件打磨砂轮补偿控制方法，其特征在于，将所述砂轮轴中心TCP的旋转表示方法自四元数转化为欧拉角的过程具体为：

用atan2来代替arctan，可得：

将所述旋转角度的欧拉角转化为所述机器人可识别的四元数的过程具体为：

其中，ψ、θ、分别为绕Z轴、Y轴、X轴的旋转角度。

5.根据权利要求4所述的铸件打磨砂轮补偿控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，将所述砂轮的圆周表面自0°起、每隔45°进行等分，得到0°砂轮表面点、45°砂轮表面点、90°砂轮表面点、135°砂轮表面点、180°砂轮表面点、225°砂轮表面点、270°砂轮表面点和315°砂轮表面点共八个砂轮表面点。

6.根据权利要求5所述的铸件打磨砂轮补偿控制方法，其特征在于，计算得到的八个所述砂轮表面点TCP为：

0°砂轮表面点TCP：X0＝X；Y0＝Y+Rsin0；Z0＝Z-Rcos0；

45°砂轮表面点TCP：X45＝X；

90°砂轮表面点TCP：X90＝X；

135°砂轮表面点TCP：X135＝X；

180°砂轮表面点TCP：X180＝X；Y180＝Y+Rsinπ；Z180＝Z-Rcosπ；

225°砂轮表面点TCP：X225＝X；

270°砂轮表面点TCP：X270＝X；

315°砂轮表面点TCP：X315＝X；