[发明专利]基于3D打印的机器人力控智能打磨方法及其实施装置

说明书

一种机器人力控自动打磨技术领域的基于3D打印的机器人力控智能打磨方法及其实施装置，打磨方法包括生成黄金打磨轨迹方法和机器人自动打磨方法，实施装置包括工作站体、上料台、快换抓具库、快换打磨工具库、激光测量系统、机器人、机器人底座、第一砂带机、第二砂带机、浮动打磨工具、抛光机、测试台、机器人控制柜、主控制柜、砂带机控制柜、除尘系统、3D扫描测量台、人机控制单元、供气站。本发明通过离线编程形成工件的黄金打磨程序，并由纠偏软件自动调整机器人打磨轨迹，不仅解决了以往打磨轨迹示教麻烦、示教时间长的问题，还解决了复杂曲面零件数模的快速生成，及复杂曲面的机器人打磨轨迹调试难的问题。

技术领域

本发明涉及的是一种机器人力控自动打磨技术领域的打磨方法及其实施装置，特别是一种带有黄金打磨程序的基于3D打印的机器人力控智能打磨方法及其实施装置。

背景技术

在当前的3D打印行业，几乎所有的3D打印产品都要经过打磨抛光这道工序，才能生产出合格的产品。传统的打磨抛光都是由人工手动完成的，打磨质量的一致性比较差，并且随着当前制造业进入工业4.0时代，大量机器人的应用替代了一线的操作工人，人工要做的工作相对越来越简单，而在打磨领域，工作环境比较恶劣，还有就是工作强度大，粉尘、噪音等，严重影响人的身体健康，造成打磨工越来越少，特别是熟练的技术工。然后3D打印产品大都是形状比较复杂，尺寸和表面精度要求比较高，需要技能熟练的工人才能提高产品的良品率，确保产品质量。

针对打磨工人的严重缺失，目前也有很多行业采用了机器人自动打磨抛光，比如五金件的机器人打磨抛光、汽车行业相关零件的表面轮廓的去毛刺、家具行业的打磨等，已经采用了大量的机器人去完成这些领域产品的打磨。这些领域之所以可以采用机器人打磨，是因为它们的产品外形相对简单、打磨质量要求不是特别高，普通的机器人就可以完成。在3D打印行业，也有机器人自动打磨，但是对于表面去除量比较小，外形比较复杂的产品，特别是发动机叶片、钛合金、铝合金产品这一领域，机器人很难确保打磨质量，因为3D打印件容易变形，产品定位基准面少，产品表面还有多余的打印支撑，造成机器人无法精准抓取、机器人无法精准定位，变形的地方无法打磨到、产品表面无法与打磨工具完全贴合等，这些都严重影响产品的打磨质量。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种基于3D打印的机器人力控智能打磨方法及其实施装置，不仅解决了以往打磨轨迹示教麻烦、示教时间长的问题，还解决了复杂曲面零件数模的快速生成，及复杂曲面的机器人打磨轨迹调试难的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现的，本发明的智能打磨方法包括生成黄金打磨轨迹方法和机器人自动打磨方法；

其中，生成黄金打磨轨迹方法包括以下步骤：第一，由3D扫描系统扫描打磨工件形成三维数模，将机器人、打磨工具、机器人抓具、打磨工件的三维数模导入离线编程软件；第二，通过坐标系标定方法标定出打磨工具和打磨工件在机器人末端的坐标系及相对位置关系，在离线编程软件中按这种坐标关系调整他们的空间坐标系位置，设定打磨工艺策略；第三，在离线编程中选择合适的磨削工具、划分打磨区域、设定打磨顺序，调整切入切出打磨位置点等，进行离线仿真打磨轨迹；第四，自动生成机器人打磨黄金轨迹程序文件，并导入到打磨程序中；

机器人自动打磨方法包括以下步骤：第一，人工上料，机器人抓取打磨工件；第二，通过激光测量系统对打磨工件在机器人末端的位置坐标系进行测量并通过算法计算出坐标系的偏差；第三，根据偏差值对打磨工件的坐标系进行自动调整，并更新打磨轨迹点的坐标值信息，完成打磨工件坐标系的校准及黄金打磨程序更新，并把更新后的黄金打磨程序发送给机器人；第四，机器人自动打磨；第五，打磨完成，机器人下料，人工换料。