一種基於雷射檢測的機器人打磨工藝優化方法與流程
2023-05-06 13:24:06
本發明屬於機器人打磨技術領域，尤其是涉及一種基於雷射檢測的機器人打磨工藝優化方法。
背景技術：
保險柜生成工藝：從下料的板材拼接後焊接成型，需要對保險柜外表面的焊縫進行打磨處理。
因人工打磨保險柜勞動強度大，工作環境惡劣，故用機器人代替人工進行打磨作業。工業機器人抓取焊接完成後的保險柜去砂帶機處打磨焊縫，工件定位依靠機器人夾具夾緊並定位，機器人打磨程序重複同樣的軌跡進行打磨工件。
現有技術中，保險柜的前道工序是人工拼裝，因此工件的尺寸一致性比較差。若按照傳統的機器人磨削方法，會存在有些工件打磨不到或者磨削過多導致表面打磨不能達到客戶的要求。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明旨在提出一種基於雷射檢測的機器人打磨工藝優化方法，以解決現有的人工打磨工作強度大，工作環境惡劣，人工往往難以勝任，以及現有的機器人打磨智能化程度低，工藝不合格的情況。
為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：
一種基於雷射檢測的機器人打磨工藝優化方法，包括以下步驟：
s1、通過雷射檢測所需打磨工件表面相對打磨工具徑向的尺寸偏差；
s2、機器人根據檢測到的尺寸偏差運行打磨軌跡。
進一步的，所述步驟s1中，所述檢測尺寸偏差的具體方法如下：
s101、機器人抓工件示教機器人程序點，所述機器人程序點包括打磨起始點機器人位置、打磨結束點機器人位置、點雷射基準檢測點機器人位置；
s102、通過函數等分打磨起始點和打磨結束點的位置值，用來自動增加打磨起始點和打磨結束點之間若干個機器人打磨程序點；
s103、通過函數指令，將步驟s102中的多個機器人打磨程序點通過程序計算偏移得出多個雷射檢測位置，通過雷射檢測位置分別檢測出多個值；
s104、根據檢測出的值與點雷射基準檢測點的檢測值比較，計算出偏差值。
進一步的，所述步驟s103中的機器人打磨程序點和雷射檢測位置的數量相同。
進一步的，所述步驟s104中，所述計算出的偏差值超過設定的閾值，機器人會報警並且停止工作。
進一步的，所述步驟s103中，機器人打磨程序點進行偏移時，會根據打磨工具的磨損進行補償打磨工具的損耗。
進一步的，所述偏移補償打磨工具的損耗，具體方法如下：
s201、試驗測量一個新的打磨工具在打磨消耗到極限時，打磨工具厚度的尺寸偏差d和打磨工件的總數量n；
s202、得出每打磨一個工件消耗打磨工具量；
s203、通過偏移指令偏移機器人打磨點的位置坐標，從而對打磨工具損耗進行補償。
進一步的，所述打磨工具為砂帶機，所述砂帶機為固定在地上由電機帶動連接主動輪和從動輪上的砂帶傳動來磨削物件的機構。
相對於現有技術，本發明所述的基於雷射檢測的機器人打磨工藝優化方法具有以下優勢：
本發明所述的基於雷射檢測的機器人打磨工藝優化方法使機器人打磨尺寸有偏差的保險柜磨削量能保持一致，並且該方法降低了機器人自動打磨系統對客戶工件尺寸精度要求，提高了機器人打磨自動化程度。
附圖說明
構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中：
圖1為本發明實施例所述的基於雷射檢測的機器人打磨工藝優化方法流程圖。
具體實施方式
需要說明的是，在不衝突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」等僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」等的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特徵。在本發明的描述中，除非另有說明，「多個」的含義是兩個或兩個以上。
在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以通過具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本發明。
基於雷射檢測的機器人打磨工藝優化方法，砂帶機安裝在機器人下方，機器人抓取工件，先進行示教，測量工件表面焊接處焊接結構的徑向垂直高度，然後與點雷射基準檢測點測量的基準面做比較，計算出偏差值，並且根據打磨工具的磨損量進行補償，機器人設定運行軌跡，最後進行打磨。
本發明的一些關鍵詞說明：
path：程序位置點。
num：打磨每個工件打磨工具的磨損量。
grinding_start:打磨起始點機器人位置。
grinding_end：打磨結束點機器人位置。
polish：點雷射基準檢測點機器人位置。
laser：點雷射檢測基準值。
laser_reference：點雷射實際檢測值。
offs_x.trans.x：點雷射實際檢測值和基準值的差值。
ncount：打磨工具打磨工件的數量。
如圖1所示，一種基於雷射檢測的機器人打磨工藝優化方法，包括以下步驟：
s1、通過雷射檢測所需打磨工件表面相對打磨工具徑向的尺寸偏差；
s2、機器人根據檢測到的尺寸偏差運行打磨軌跡。
其中，所述步驟s1中，所述檢測尺寸偏差的具體方法如下：
s101、機器人抓工件示教機器人程序點，所述機器人程序點包括打磨起始點機器人位置、打磨結束點機器人位置、點雷射基準檢測點機器人位置，grinding_start:打磨起始點機器人位置；grinding_end：打磨結束點機器人位置；polish：點雷射基準檢測點機器人位置(該位置點雷射檢測值記錄為laser)；
s102、通過函數等分打磨起始點和打磨結束點的位置值，
grinding_p:＝grinding_start；
grinding_p.trans.x:＝(grinding_end.trans.x-grinding_start.trans.x)/4+grinding_start.trans.x；
grinding_p.trans.y:＝(grinding_end.trans.y-grinding_start.trans.y)/4+grinding_start1.trans.y；
grinding_p.trans.z:＝(grinding_end.trans.z-grinding_start.trans.z)/4+grinding_start.trans.z；用來自動增加打磨起始點和打磨結束點之間若干個機器人打磨程序點；
s103、通過函數指令，
off_x:＝polish.trans.x-grinding_start.trans.x；
off_y:＝polish.trans.y-grinding_start.trans.y；
off_z:＝polish.trans.z-grinding_start.trans.z；將步驟s102中的多個機器人打磨程序點通過程序偏移得出多個雷射檢測位置，例如機器人起始打磨程序點「p1」的空間值為(x1，y1，z1)，相對於打磨起始點的點雷射檢測點「r1」空間位置為(a1，b1，c1)。則這兩個相對位置差就是△x，△y，△z。根據我前面提到的打磨起始點和終點直接若干個點如「p2(x2，y2，z2)，p3(x3，y3，z3)，p4(x4，y4，z4)，p5(x5，y5，z5)"，可以得知檢測的其他位置點「r2(x2-△x，y2-△x，z2-△x)，r3(x3-△x，y3-△x，z3-△x)，r4(x4-△x，y4-△x，z4-△x),r5(x5-△x，y5-△x，z5-△x)；通過雷射檢測位置分別檢測出多個值。
s104、根據檢測出的值與點雷射基準檢測點的檢測值比較，laser_reference1～laser_reference5，同時與基準值laser比較並計算出偏差值offs_x.trans.x。
依上述方法將將差值offs_x.trans.x賦值到機器人打磨程序點grinding_p的坐標數據中。機器人所有打磨程序點grinding_p都進行點雷射檢測和偏移校正。機器人運行打磨軌跡就會根據工件打磨表面相對打磨工具徑向的變化，而產生相應的變化，從而使機器人磨削工件的磨削量保持一致。
其中，所述步驟s103中的機器人打磨程序點和雷射檢測位置的數量相同。
其中，所述步驟s104中，所述計算出的偏差值超過設定的閾值，機器人會報警並且停止工作。檢測工件尺寸變化是否在合理範圍內：判斷指令：ifoffs_x.trans.x>5oroffs_x.trans.x<-5then，若工件尺寸偏差過大(偏差值可設定)，程序將告知機器人報警並停止。
其中，所述步驟s103中，機器人打磨程序點進行偏移時，會根據打磨工具的磨損進行補償打磨工具的損耗。
其中，所述偏移補償打磨工具的損耗，具體方法如下：
s201、試驗測量一個新的打磨工具在打磨消耗到極限時，打磨工具厚度的尺寸偏差d和打磨工件的總數量n；
s202、得出每打磨一個工件消耗打磨工具量；
s203、通過偏移指令偏移機器人打磨點的位置坐標，從而對打磨工具損耗進行補償。
定義打磨工具打磨工件的數量ncount，根據試驗測量一根新的打磨工具和打磨消耗到極限的打磨工具厚度的尺寸偏差d和打磨工件的總數量n，得出每打磨一個工件消耗打磨工具量num:＝d/n。
通過偏移指令「offs(grinding_p,0,0+ncount*num,0)」偏移機器人打磨點grinding_p的位置坐標，從而對打磨工具損耗進行補償(補償的方向為工件相對打磨工具的徑向方向)。
其中，所述打磨工具為砂帶機，所述砂帶機為固定在地上由電機帶動連接主動輪和從動輪上的砂帶傳動來磨削物件的機構。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。