一種機器人并行打磨系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種機器人并行打磨系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括粗打磨系統(tǒng)、精打磨系統(tǒng)、底座部件、系統(tǒng)控制柜、氣動控制柜、機器人視覺自定位系統(tǒng)、工件和工作臺，該打磨系統(tǒng)可以對大型自由曲面的工件進行粗、精同步打磨，也可以實現(xiàn)兩個同樣工件的同時打磨，有效地保證了打磨精度并提高了打磨效率；系統(tǒng)工作前，先通過路徑生成軟件根據(jù)工件的三維模型劃分打磨區(qū)域，生成打磨路徑，通過機器人視覺自定位系統(tǒng)快速準確地標定工件基準，再由兩臺工業(yè)機器人帶動氣動打磨頭按規(guī)劃路徑對各個打磨區(qū)域分別進行粗、精打磨，打磨過程采用氣動柔順力控制技術、法向打磨力控制技術和路徑實時校準補償技術，有效地保證打磨精度和打磨質量一致性。
【專利說明】一種機器人并行打磨系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)機器人【技術領域】，尤其涉及一種大型自由曲面機器人并行打磨系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)的毛刺清理和表面打磨由于技術的限制絕大多數(shù)是由人工操作完成的，這使得打磨效率低且打磨質量難以控制，并威脅到勞動者的身體健康。目前市場上的自動化毛刺清理工具對于整齊的邊緣和表面可以實現(xiàn)清理，但對于大型復雜自由曲面的零件，由于沒有柔性順從控制，其打磨效果很難盡如人意。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述存在的問題，本發(fā)明提出了一種機器人并行打磨系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括兩個打磨子系統(tǒng)(粗打磨系統(tǒng)和精打磨系統(tǒng))、底座部件、系統(tǒng)控制柜、氣動控制柜、防護欄、雙目三維光學掃描儀、工件、工作臺，所述機器人并行打磨系統(tǒng)通過兩個打磨子系統(tǒng)對工件的自由曲面同時進行粗打磨和精打磨，有效地保證了打磨精度并提高了打磨效率。
[0004]本發(fā)明提出的一種機器人并行打磨系統(tǒng)包括:粗打磨系統(tǒng)、精打磨系統(tǒng)、底座部件、系統(tǒng)控制柜、氣動控制柜、機器人視覺自定位系統(tǒng)、工件和工作臺，其中:
[0005]所述工件放置在工作臺上；
[0006]所述精打磨系統(tǒng)固定安裝在所述底座部件上，用于對于所述工件進行精打磨；
[0007]所述粗打磨系統(tǒng)固定安裝在所述底座部件上，用于對于所述工件進行粗打磨；
[0008]所述底座部件通過驅動其運動單元實現(xiàn)兩個打磨系統(tǒng)的直線進給運動；
[0009]所述系統(tǒng)控制柜用于進行機器人運動學與動力學的離線解算、與打磨系統(tǒng)中的機器人控制柜進行通訊、對氣動回路進行控制、圖像采集和處理以及人機對話；
[0010]所述氣動控制柜用于利用氣動回路控制兩個打磨系統(tǒng)的氣動打磨頭的旋轉運動和氣動柔順力，實現(xiàn)氣動打磨頭的打磨功能；
[0011 ] 所述機器人視覺自定位系統(tǒng)包括雙目三維光學掃描儀和圖像采集卡，所述雙目三維光學掃描儀安裝在所述防護欄上，用于實現(xiàn)工件基準的快速精準標定及打磨路徑實時校準補償，所述雙目三維光學掃描儀與圖像采集卡配合，采用全局視覺方式對工作區(qū)域進行圖像采集。
[0012]本發(fā)明打磨系統(tǒng)的有益效果包括:(I)氣動打磨頭與被加工零件表面的壓力易于控制，并能保證打磨過程中打磨壓力大小始終保持一致，有效保證零件的打磨去除量，使打磨質量統(tǒng)一，同時氣動主軸還具備打磨工具磨損自動補償功能；(2)通過機器人路徑規(guī)劃使打磨壓力始終保持在被加工表面的法線方向，有效地保證自由曲面打磨精度和打磨質量一致性；(3)采用粗打磨路徑和精打磨路徑互相正交的方法，有效地提高了打磨質量；(4)采用機器人視覺自定位系統(tǒng)，能快速地對工件的基準進行精確標定，同時具備打磨路徑實時校準補償功能；(5)本發(fā)明打磨系統(tǒng)既可實現(xiàn)大型自由曲面的粗、精同步打磨，也可以實現(xiàn)兩個同樣零件的同時打磨，具備較高的打磨效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為根據(jù)本發(fā)明一實施例的打磨系統(tǒng)結構示意圖。
[0014]圖2為根據(jù)本發(fā)明一實施例的打磨系統(tǒng)主視圖。
[0015]圖3為根據(jù)本發(fā)明一實施例的打磨系統(tǒng)俯視圖。
[0016]圖4為根據(jù)本發(fā)明一實施例的打磨系統(tǒng)左視圖。
[0017]圖5為根據(jù)本發(fā)明一實施例的氣動打磨頭結構不意圖。
[0018]圖6為根據(jù)本發(fā)明一實施例的滑鞍結構示意圖。
[0019]圖7為根據(jù)本發(fā)明一實施例的底座部件結構示意圖。
[0020]圖8為根據(jù)本發(fā)明一實施例的氣動回路示意圖。
[0021]圖9為根據(jù)本發(fā)明一實施例的控制系統(tǒng)結構示意圖。
[0022]圖10為根據(jù)本發(fā)明一實施例的正交打磨軌跡示意圖。
【具體實施方式】
[0023]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。
[0024]本發(fā)明提出了一種機器人并行打磨系統(tǒng)，該打磨系統(tǒng)通過同步控制兩臺工業(yè)機器人，可實現(xiàn)對大型自由曲面零件的粗打磨與精打磨同步進行，從而有效地提高了生產(chǎn)效率。
[0025]圖1為根據(jù)本發(fā)明一實施例的打磨系統(tǒng)結構示意圖，圖2為根據(jù)本發(fā)明一實施例的打磨系統(tǒng)主視圖，圖3為根據(jù)本發(fā)明一實施例的打磨系統(tǒng)俯視圖，圖4為根據(jù)本發(fā)明一實施例的打磨系統(tǒng)左視圖，如圖1-4所示，所述打磨系統(tǒng)包括兩個打磨子系統(tǒng)(粗打磨系統(tǒng)和精打磨系統(tǒng))、底座部件1、系統(tǒng)控制柜3、氣動控制柜4、防護欄8、機器人視覺自定位系統(tǒng)、工件13和工作臺14，其中:
[0026]所述工件13放置在工作臺14上；
[0027]所述精打磨系統(tǒng)固定安裝在所述底座部件I上，用于對于所述工件13進行精打磨；
[0028]所述精打磨系統(tǒng)包括第一工業(yè)機器人7、第一機器人控制柜5、第一氣動打磨頭9、
第一滑鞍6，其中:
[0029]所述第一滑鞍6固定安裝在所述底座部件I的滑塊1-3上，可在底座部件I的線性導軌1-2上做直線運動，同時，第一滑鞍6通過螺母座與第一滾珠絲杠螺母副1-5固定在一起，底座部件I上的第一伺服電機1-7驅動第一滾珠絲杠螺母副1-5帶動第一滑鞍6在底座部件I的線性導軌1-2上做直線運動；
[0030]所述第一工業(yè)機器人7固定安裝在所述第一滑鞍6上；
[0031 ] 所述第一機器人控制柜5用于控制第一工業(yè)機器人7的運動，使第一工業(yè)機器人7末端的第一氣動打磨頭9按照規(guī)劃軌跡運動，同時還控制第一伺服電機1-7完成第一工業(yè)機器人7的進給運動；
[0032]所述第一氣動打磨頭9安裝在所述第一工業(yè)機器人7的末端，用于對工件13進行精打磨，如圖5所示,其進一步包括依次連接的第一氣動主軸9-1、第一連接件9-2和第一打磨工具9-3，其中，所述第一氣動打磨頭9通過第一連接件9-2固定在第一工業(yè)機器人7的末端法蘭上；所述第一氣動主軸9-1包括第一氣動馬達9-1-1和第一柔順氣缸9-1-2,第一柔順氣缸9-1-2具備氣動柔順力控制功能，用于控制第一打磨工具9-3的打磨壓力，同時具備砂輪磨損自動補償功能；第一氣動馬達9-1-1用于實現(xiàn)第一打磨工具9-3的高速旋轉并使其打磨零件；
[0033]所述粗打磨系統(tǒng)固定安裝在所述底座部件I上，用于對于所述工件13進行粗打磨；
[0034]所述粗打磨系統(tǒng)包括第二工業(yè)機器人11、第二機器人控制柜2、第二氣動打磨頭12、第二滑鞍15，其中:
[0035]所述第二滑鞍15固定安裝在所述底座部件I的滑塊1-3上，可在底座部件I的線性導軌1-2上做直線運動，同時，第二滑鞍15通過螺母座與第二滾珠絲杠螺母副1-6固定在一起，底座部件I上的第二伺服電機1-9驅動第二滾珠絲杠螺母副1-6帶動第二滑鞍15在底座部件I的線性導軌1-2上做直線運動，滑鞍的結構示意圖如圖6所示；
[0036]所述第二工業(yè)機器人11固定安裝在所述第二滑鞍15上；
[0037]所述第二機器人控制柜2用于控制第二工業(yè)機器人11的運動，使第二工業(yè)機器人11末端的第二氣動打磨頭12按照規(guī)劃軌跡運動，同時還控制第二伺服電機1-9完成第二工業(yè)機器人11的進給運動；
[0038]所述第二氣動打磨頭12安裝在所述第二工業(yè)機器人11的末端，用于對工件13進行粗打磨，其組成與第一氣動打磨頭9 一致，即包括第二氣動主軸12-1、第二連接件12-2、第二打磨工具12-3，但所述第二打磨工具12-3的粒度較小且打磨壓力較大，其中，所述第二氣動打磨頭12通過第二連接件12-2固定在第二工業(yè)機器人11的末端法蘭上；第二氣動主軸12-1包括第二氣動馬達12-1-1和第二柔順氣缸12-1-2，第二柔順氣缸12_1_2具備氣動柔順力控制功能，用于控制第二打磨工具12-3的打磨壓力，同時具備砂輪磨損自動補償功能；第二氣動馬達12-1-1用于實現(xiàn)第二打磨工具12-3的高速旋轉并使其打磨零件。
[0039]在本發(fā)明一實施例中，所述細打磨系統(tǒng)和粗打磨系統(tǒng)之間設有防撞裝置及報警裝置并保持一定的距離，以防止兩個打磨系統(tǒng)相互碰撞。
[0040]粗打磨系統(tǒng)和精打磨系統(tǒng)的區(qū)別在于打磨壓力不同、打磨工具不同(粗打磨系統(tǒng)的打磨工具粒度較小)、打磨路徑不同。所述機器人并行打磨系統(tǒng)通過兩個打磨子系統(tǒng)即可實現(xiàn)大型自由曲面的粗、精同步打磨，也可以實現(xiàn)兩個同樣工件的同時打磨，有效地保證了打磨精度并提高了打磨效率。
[0041]所述底座部件I包括兩個運動單元，所述底座部件I通過驅動其運動單元實現(xiàn)兩個打磨子系統(tǒng)的直線進給運動。圖7為根據(jù)本發(fā)明一實施例的底座部件結構示意圖，如圖7所示，所述底座部件I包括底座1-1、安裝在底座1-1兩端的軸承座1-4和電機座1-8、安裝在電機座1-8上的第一伺服電機1-7和第二伺服電機1-9、安裝在軸承座1-4和電機座1-8之間的第一滾珠絲杠螺母副1-5和第二滾珠絲杠螺母副1-6、安裝在軸承座1-4和電機座1-8外側的線性導軌1-2、安裝在線性導軌1-2上的滑塊1-3。
[0042]所述系統(tǒng)控制柜3用于進行機器人運動學與動力學的離線解算、與第一機器人控制柜5和第二機器人控制柜2進行通訊、對氣動回路進行控制、圖像采集和處理以及人機對話；[0043]所述氣動控制柜4用于利用氣動回路使第一氣動主軸9-1和第二氣動主軸12-1高速旋轉并對其進行柔順力控制，進而控制第一氣動打磨頭9和第二氣動打磨頭12的旋轉運動和氣動柔順力，實現(xiàn)氣動打磨頭的打磨功能；
[0044]圖8為根據(jù)本發(fā)明一實施例的打磨系統(tǒng)的氣動回路示意圖，從圖8中可以看出，該氣動回路包括氣源4-1、釋放殘壓手動閥4-2、過濾減壓閥4-3、油霧器4-4、第一二位二通閥4-5、第一電氣比例閥4-6、第一二位五通閥4-7、第一氣動主軸9-1 (包括第一氣動馬達9-1-1和第一柔順氣缸9-1-2)、第二二位二通閥4-8、第二電氣比例閥4-9、第二二位五通閥4-10、第二氣動主軸12-1(包括第二氣動馬達12-1-1和第二柔順氣缸12-1-2)，其中:第一二位二通閥4-5 (第二二位二通閥4-8)用于控制第一氣動馬達9-1-1 (第二氣動馬達12-1-1)高速旋轉的啟動和停止，第一電氣比例閥4-6 (第二電氣比例閥4-9)和第一二位五通閥4-7 (第二二位五通閥4-10)用于控制第一柔順氣缸9-1-2 (第二柔順氣缸12-1-2)的頂出力，從而實現(xiàn)打磨壓力的控制；該氣動回路的工作原理為:壓縮空氣從氣源4-1輸入到釋放殘壓手動閥4-2后進入過濾減壓閥4-3和油霧器4-4，使壓縮空氣得到過濾和減壓，并攜帶油霧(主要是用于對氣動主軸件進行潤滑)，然后通過T型3通快速接頭分成兩路，其中一路通過T型3通快速接頭又分成兩路，一路經(jīng)過第一二位二通閥4-5后進入第一氣動馬達9-1-1，另一路經(jīng)過第一電氣比例閥4-6和第一二位五通閥4-7后進入第一柔順氣缸9-1-2，另一路通過T型3通快速接頭也分成兩路，一路經(jīng)過第二二位二通閥4-8后進入第二氣動馬達12-1-1，另一路經(jīng)過第二電氣比例閥4-9和第二二位五通閥4-10后進入第二柔順氣缸12-1-2 ;當?shù)谝欢欢ㄩy4-5 (第二二位二通閥4-8)接收到來自控制系統(tǒng)的信號時，線圈得電，使壓縮空氣直接進入第一氣動馬達9-1-1 (第二氣動馬達12-1-1)，實現(xiàn)第一氣動馬達9-1-1 (第二氣動馬達12-1-1)高速旋轉；第一電氣比例閥4-6 (第二電氣比例閥4-9)根據(jù)接收到的控制系統(tǒng)模擬量輸出相應的氣壓，當?shù)谝欢晃逋ㄩy4-7(第二二位五通閥4-10)接收到來自控制系統(tǒng)的信號時，線圈得電，使壓縮空氣進入第一柔順氣缸9-1-2(第二柔順氣缸12-1-2)，產(chǎn)生打磨壓力，通過調(diào)節(jié)第一電氣比例閥4-6 (第二電氣比例閥4-9)的模擬量即可氣動柔順力的控制。
[0045]所述防護欄8安裝在所述打磨系統(tǒng)的上部，用于隔離打磨噪音和粉塵，保護工作人員的人身安全，同時用于固定雙目三維光學掃描儀10。在本發(fā)明一實施例中,所述防護欄8由金屬比如鋁合金支架和有機玻璃制成。
[0046]所述機器人視覺自定位系統(tǒng)包括雙目三維光學掃描儀10和圖像采集卡，其中所述雙目三維光學掃描儀10是機器人視覺自定位的關鍵部件，其安裝在所述防護欄8上，用于實現(xiàn)工件基準的快速精準標定及打磨路徑實時校準補償；所述雙目三維光學掃描儀10與圖像采集卡配合，采用全局視覺方式對工作區(qū)域進行圖像采集，然后通過相關機器視覺算法，提取出工件基準的圓孔邊緣特征，確定其中心線，實現(xiàn)工件基準的快速精準標定，同時系統(tǒng)控制柜3通過圖像識別方法，提取跟蹤特征，進行數(shù)據(jù)識別和計算，通過逆運動學求解得到機器人各關節(jié)位置誤差值，根據(jù)誤差值再結合機器人運動學原理實時調(diào)整機器人位姿以消除此誤差，實現(xiàn)打磨路徑實時校準補償。
[0047]所述機器人并行打磨系統(tǒng)的控制系統(tǒng)組成如圖9所示，該控制系統(tǒng)由機器人控制系統(tǒng)、氣動控制系統(tǒng)及機器人視覺自定位系統(tǒng)組成，所述機器人控制系統(tǒng)包括系統(tǒng)控制柜
3、第一實時控制卡、第二實時控制卡、第一機器人控制柜5、第二機器人控制柜2、第一工業(yè)機器人7、第二工業(yè)機器人11、第一伺服電機1-7和第二伺服電機1-9，機器人控制系統(tǒng)通過第一實時控制卡和第二實時控制卡2分別實現(xiàn)第一機器人控制柜5與系統(tǒng)控制柜3的通訊、第二機器人控制柜2與系統(tǒng)控制柜3的通訊，第一機器人控制柜5 (第二機器人控制柜2)用于控制第一工業(yè)機器人7 (第二工業(yè)機器人11)的6個軸的運動,使工業(yè)機器人末端的第一氣動打磨頭9 (第二氣動打磨頭12)按照規(guī)劃軌跡運動，同時還用于控制第一伺服電機1-7 (第二伺服電機1-9)完成實現(xiàn)工業(yè)機器人的進給運動；所述氣動控制系統(tǒng)包括系統(tǒng)控制柜3、氣動控制柜4、第一氣動打磨頭9和第二氣動打磨頭12，系統(tǒng)控制柜3通過控制指令控制氣動控制柜4中的氣動元器件，實現(xiàn)氣動打磨頭的高速轉動和打磨壓力，從而有效地保證了打磨精度及打磨質量一致性；所述機器人視覺自定位系統(tǒng)包括系統(tǒng)控制柜
3、圖像采集卡和雙目三維光學掃描儀10，利用雙目三維光學掃描儀10對工作區(qū)域進行全局視覺方式的圖像采集，通過圖像采集卡將采集到的圖像傳到系統(tǒng)控制柜3，采用直方圖均衡化方法增強圖像的對比度，再采用中值濾波方法對圖像進行平滑處理，通過邊緣檢測算子提取出工件基準的圓孔邊緣特征，確定其中心線，實現(xiàn)工件基準的快速精準標定，同時通過圖像識別方法，提取跟蹤特征，進行數(shù)據(jù)識別和計算，通過逆運動學求解得到機器人各關節(jié)位置誤差值，根據(jù)誤差值再結合機器人運動學原理實時調(diào)整機器人位姿以消除此誤差，實現(xiàn)打磨路徑實時校準補償。
[0048]所述機器人并行打磨系統(tǒng)工作前，先通過路徑生成軟件對被加工零件的三維模型進行處理，提取被加工曲面數(shù)據(jù)，然后劃分打磨區(qū)域和打磨次序，根據(jù)曲面數(shù)據(jù)和打磨工藝數(shù)據(jù)庫確定工藝參數(shù)，生成每個打磨區(qū)域的打磨路徑，再生成機器人運動程序，并將機器人運動程序傳送到第二機器人控制柜2和第一機器人控制柜5 ;機器人并行打磨系統(tǒng)工作時，先由粗打磨系統(tǒng)對第一片自由曲面進行粗打磨，第二機器人控制柜2根據(jù)機器人運動程序驅動第二伺服電機1-9通過第二滾珠絲杠螺母副1-6帶動第二工業(yè)機器人11在底座部件I線性導軌1-2上移動到第一片自由曲面區(qū)域，系統(tǒng)控制柜3將控制指令傳送到氣動控制柜4，通過控制氣動系統(tǒng)使第二氣動打磨頭12帶動打磨工具高速旋轉，同時驅動第二工業(yè)機器人11按照規(guī)劃路徑帶動第二氣動打磨頭12對待加工工件的第一片自由曲面進行打磨；完成第一片自由曲面粗打磨后，第二機器人控制柜2根據(jù)機器人運動程序驅動第二伺服電機1-9通過第二滾珠絲杠螺母副1-6使第二工業(yè)機器人11移動到第二片自由曲面區(qū)域，通過系統(tǒng)控制柜3控制氣動控制柜4使第二氣動打磨頭12帶動打磨工具高速旋轉，同時驅動第二工業(yè)機器人11按照規(guī)劃路徑帶動第二氣動打磨頭12對第二片自由曲面進行粗打磨，與此同時，第一機器人控制柜5根據(jù)機器人運動程序驅動第一伺服電機1-7通過第一滾珠絲杠螺母副1-5帶動第一工業(yè)機器人7在底座部件I線性導軌1-2上移動到已經(jīng)粗打磨完的第一片自由曲面區(qū)域，通過系統(tǒng)控制柜3控制氣動控制柜4使第一氣動打磨頭9帶動打磨工具高速旋轉，同時驅動第一工業(yè)機器人7按照規(guī)劃路徑帶動第一氣動打磨頭9對第一片自由曲面進行精打磨；粗打磨系統(tǒng)打磨完第二片自由曲面后進入第三片自由曲面進行粗打磨，同時精打磨系統(tǒng)完成第一片自由曲面的精打磨并進入第二片自由曲面,如此按順序對自由曲面進行先粗打磨后精打磨的加工,最后實現(xiàn)整個自由曲面的打磨；打磨完成后第一工業(yè)機器人7和第二工業(yè)機器人12分別先進行復位，然后通過驅動第一伺服電機1-7和第二伺服電機1-9使第一工業(yè)機器人7和第二工業(yè)機器人12分別復位到各自在底座上的原點。[0049]所述機器人并行打磨系統(tǒng)在打磨過程中通過系統(tǒng)控制柜3控制氣動控制柜4中氣動回路的氣動比例閥，使第一氣動打磨頭9或第二氣動打磨頭12始終壓緊被加工零件的表面，并通過設置電氣比例閥使打磨過程中的壓力大小保持恒定，實現(xiàn)氣動柔順力的控制，從而實現(xiàn)要求的打磨精度，同時通過機器人路徑規(guī)劃，使打磨壓力始終保持在被加工零件表面法線上，從而確保打磨質量的一致性。
[0050]如圖10所示，所述機器人并行打磨系統(tǒng)在打磨過程中，為了使打磨效果更好，且打磨效率更高，通過路徑生成軟件，并采用ZigZag路徑規(guī)劃方法，使同一片自由曲面的粗打磨路徑和精打磨路徑的互相正交。圖10中，圖1Oa為粗打磨路徑，圖1Ob為精打磨路徑。
[0051]本發(fā)明可以對大型自由曲面的工件進行粗、精同步打磨，也可以實現(xiàn)兩個同樣工件的同時打磨，有效地保證了打磨精度并提高了打磨效率；系統(tǒng)工作前，先通過路徑生成軟件根據(jù)工件的三維模型劃分打磨區(qū)域，生成打磨路徑，通過機器人視覺自定位系統(tǒng)快速準確地標定工件基準，再由兩臺工業(yè)機器人帶動氣動打磨頭按規(guī)劃路徑對各個打磨區(qū)域分別進行粗、精打磨，打磨過程采用氣動柔順力控制技術、法向打磨力控制技術和路徑實時校準補償技術，有效地保證打磨精度和打磨質量一致性。本發(fā)明適用于具有大型自由曲面的工件的打磨，可以實現(xiàn)打磨的質量穩(wěn)定，效果統(tǒng)一，同時代替了工人在打磨拋光這種惡劣的環(huán)境中工作，并提高了產(chǎn)品加工效率。
[0052]以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種機器人并行打磨系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括:粗打磨系統(tǒng)、精打磨系統(tǒng)、底座部件、系統(tǒng)控制柜、氣動控制柜、機器人視覺自定位系統(tǒng)、工件和工作臺，其中: 所述工件放置在工作臺上； 所述精打磨系統(tǒng)固定安裝在所述底座部件上，用于對于所述工件進行精打磨； 所述粗打磨系統(tǒng)固定安裝在所述底座部件上，用于對于所述工件進行粗打磨； 所述底座部件通過驅動其運動單元實現(xiàn)兩個打磨系統(tǒng)的直線進給運動； 所述系統(tǒng)控制柜用于進行機器人運動學與動力學的離線解算、與打磨系統(tǒng)中的機器人控制柜進行通訊、對氣動回路進行控制、圖像采集和處理以及人機對話； 所述氣動控制柜用于利用氣動回路控制兩個打磨系統(tǒng)的氣動打磨頭的旋轉運動和氣動柔順力，實現(xiàn)氣動打磨頭的打磨功能； 所述機器人視覺自定位系統(tǒng)包括雙目三維光學掃描儀和圖像采集卡，所述雙目三維光學掃描儀安裝在所述防護欄上，用于實現(xiàn)工件基準的快速精準標定及打磨路徑實時校準補償，所述雙目三維光學掃描儀與圖像采集卡配合，采用全局視覺方式對工作區(qū)域進行圖像米集。
2.根據(jù)權利要求1所 述的系統(tǒng)，其特征在于，所述精打磨系統(tǒng)和粗打磨系統(tǒng)均包括工業(yè)機器人、機器人控制柜、氣動打磨頭、滑鞍，其中: 所述滑鞍固定安裝在所述底座部件的滑塊上，可在底座部件的線性導軌上做直線運動，同時，滑鞍通過螺母座與滾珠絲杠螺母副固定在一起，底座部件上的伺服電機驅動滾珠絲杠螺母副帶動滑鞍在底座部件的線性導軌上做直線運動； 所述工業(yè)機器人固定安裝在所述滑鞍上； 所述機器人控制柜用于控制工業(yè)機器人的運動，使工業(yè)機器人末端的氣動打磨頭按照規(guī)劃軌跡運動，同時還控制伺服電機完成工業(yè)機器人的進給運動； 所述氣動打磨頭安裝在所述工業(yè)機器人的末端，用于對工件進行打磨。
3.根據(jù)權利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣動打磨頭包括依次連接的氣動主軸、連接件和打磨工具，其中，所述氣動打磨頭通過連接件固定在工業(yè)機器人的末端法蘭上。
4.根據(jù)權利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣動主軸包括氣動馬達和柔順氣缸，柔順氣缸具備氣動柔順力控制功能，用于控制打磨工具的打磨壓力，同時具備砂輪磨損自動補償功能；氣動馬達用于實現(xiàn)打磨工具的高速旋轉并使其打磨零件。
5.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述細打磨系統(tǒng)和粗打磨系統(tǒng)之間設有防撞裝置及報警裝置并保持一定的距離。
6.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述粗打磨系統(tǒng)和精打磨系統(tǒng)的打磨壓力不同、打磨工具不同、打磨路徑不同。
7.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述底座部件包括底座、安裝在底座兩端的軸承座和電機座、安裝在電機座上的第一伺服電機和第二伺服電機、安裝在軸承座和電機座之間的第一滾珠絲杠螺母副和第二滾珠絲杠螺母副、安裝在軸承座和電機座外側的線性導軌、安裝在線性導軌上的滑塊。
8.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣動回路包括氣源、釋放殘壓手動閥、過濾減壓閥、油霧器、第一二位二通閥、第一電氣比例閥、第一二位五通閥、第一氣動主軸、第二二位二通閥、第二電氣比例閥、第二二位五通閥、第二氣動主軸。
9.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述打磨系統(tǒng)還包括防護欄，所述防護欄安裝在所述打磨系統(tǒng)的上部，用于隔離打磨噪音和粉塵。
10.根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述防護欄由金屬支架和有機玻璃制成。
【文檔編號】B24B41/04GK103862340SQ201410123092
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權日:2014年3月28日
【發(fā)明者】王健, 劉漫賢 申請人:中國科學院自動化研究所