一种工业机器人打磨过程中动态监测砂轮损耗的补偿方法与流程

本发明涉及工业机器人打磨应用领域，具体是一种工业机器人打磨过程中动态监测砂轮损耗的补偿方法。

背景技术：

随着国家“智能制造2025”政策的深入推进,各行各业都掀起一波生产智能化改造的浪潮，铸造行业在利用机器人打磨铸件的过程中,普遍存在一个难点,即打磨耗材打磨高硬度铸件时,耗材的损耗不能及时的得到补偿,使得打磨产品的品质一致性无法保证,导致生产的产品不合格。现有技术基本是利用叉形光电来检测砂轮的损耗,缺点是精度达不到技术要求，技术要求为0.15mm以下,另外还增加了材料成本。

一般工业机器人具有碰撞检测功能，碰撞功能及灵敏度可由工业机器人控制程序实现，此功能主要用于发生工业机器人碰撞时使其及时停止，避免撞坏机器人本体，为了对损耗进行补偿，需要提供一种不增加其他机构的补偿方法。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提出一种工业机器人打磨过程中动态监测砂轮损耗的补偿方法。

一种工业机器人打磨过程中动态监测砂轮损耗的补偿方法,其具体步骤如下：

(1)安装：在打磨机上面装一个新的规格砂轮,在工业机器人的程序中输入砂轮的规格；

(2)建立坐标系：工业机器人建立沿砂轮圆心方向的工件坐标系，代号分别为o、x，以ox为坐标系；

(3)x1的形成：a：工业机器人自动计算出与该砂轮必发生碰撞的位置,高速移动到砂轮碰撞前的一个点停止并记录；

b：随后提高碰撞灵敏度,工业机器人以10mm/s的速度沿ox方向移动至必发生碰撞的点；

c：在机器人到达该点位置之前发生碰撞,机器人记录下此点位置，记为x1；

(4)打磨损耗：随着打磨的损耗，耗材尺寸逐渐变小，工业机器人再次运行到x1位置时，将不会碰触到砂轮，会有一段间隙；

(5)运行：工业机器人接着沿ox方向做偏移运动，在此段运行期间，提高工业机器人碰撞灵敏度，以10mm/s运行到发生碰撞为止；

(6)碰撞：当碰撞发生后，工业机器人会立即停止，在工业机器人控制程序中运行碰撞检测程序，工业机器人记录当前位置，记为x2；

(7)返回：随后工业机器人原路返回至安全位置，根据ox坐标系位置计算耗材损耗，公式为δx＝x2-x1。

每打磨四个产品进行一次高精度的碰撞补偿,并在每一个产品打磨完成后根据当前砂轮2的直径,实行逐个产品的动态变量补偿。

所述的步骤(1)中需要被输入砂轮的规则包括砂轮的直径、线性速度及厚度，所述工业机器人包括设置在工业机器人上的机器人抓手。

所述的步骤(3)中的所有相同规格的砂轮都可以将此ox坐标系及x1位置作为统一起始位置。

所述的步骤(7)的计算过程由工业机器人程序完成，计算结果直接存储在工业机器人内部数组变量，数据将用于机器人在打磨过程中在砂轮处建立的坐标系的偏移。

本发明的有益效果是：采用每打磨四个产品进行一次高精度的碰撞补偿,并在每一个产品打磨完成后根据当前砂轮的直径,实行逐个产品的动态变量补偿，既节省了生产节拍,也保证了每个产品都能得到及时准确的补偿,提高产品的合格率，同时还可实现工业机器人自动测量打磨耗材即打磨砂轮的损耗值，形成动态闭环检测系统。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的工业机器人起始位置结构示意图；

图2为本发明的工业机器人碰撞位置结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。

如图1和图2所示，一种工业机器人打磨过程中动态监测砂轮损耗的补偿方法,其具体步骤如下：

(1)安装：在打磨机3上面装一个新的规格砂轮2,在工业机器人4的程序中输入砂轮2的规格；

(2)建立坐标系：工业机器人4建立沿砂轮2圆心方向的工件坐标系，代号分别为o、x，以ox为坐标系；

(3)x1的形成：a：工业机器人4自动计算出与该砂轮2必发生碰撞的位置,高速移动到砂轮2碰撞前的一个点停止并记录；

b：随后提高碰撞灵敏度,工业机器人4以10mm/s的速度沿ox方向移动至必发生碰撞的点；

c：在机器人到达该点位置之前发生碰撞,机器人记录下此点位置，记为x1；

(4)打磨损耗：随着打磨的损耗，耗材尺寸逐渐变小，工业机器人4再次运行到x1位置时，将不会碰触到砂轮2，会有一段间隙；

(5)运行：工业机器人4接着沿ox方向做偏移运动，在此段运行期间，提高工业机器人4碰撞灵敏度，以10mm/s运行到发生碰撞为止；

(6)碰撞：当碰撞发生后，工业机器人4会立即停止，在工业机器人4控制程序中运行碰撞检测程序，工业机器人4记录当前位置，记为x2；

(7)返回：随后工业机器人4原路返回至安全位置，根据ox坐标系位置计算耗材损耗，公式为δx＝x2-x1。

基于工业机器人4具有碰撞检测的功能，提出工业机器人4在打磨结束后，利用工业机器人4自身的碰撞检测功能，在本发明的ox坐标系方向上，工业机器人4以低速高灵敏度的方式去触碰打磨砂轮2的外轮廓，在碰撞发生后，工业机器人4立即停止并原路安全返回，同时工业机器人4可计算出发生碰撞的坐标，利用该碰撞点坐标位置,计算出该点到打磨耗材轴心的距离,即可得出打磨砂轮2的半径,即可计算出当前的打磨砂轮2的尺寸,并使工业机器人4打磨轨迹的路径得到及时高精度的补偿.。

每打磨四个产品进行一次高精度的碰撞补偿,并在每一个产品打磨完成后根据当前砂轮2的直径,实行逐个产品的动态变量补偿。

所述的步骤(1)中需要被输入砂轮2的规则包括砂轮2的直径、线性速度及厚度，所述工业机器人4包括设置在工业机器人4上的机器人抓手1，所述工业机器人4执行的一切动作由机器人抓手1执行。

所述的步骤(2)中的未碰撞前为ox坐标系的起始位置。

所述的步骤(3)中的所有相同规格的砂轮2都可以将此ox坐标系及x1位置作为统一起始位置。

采用每打磨四个产品进行一次高精度的碰撞补偿,并在每一个产品打磨完成后根据当前砂轮2的直径,实行逐个产品的动态变量补偿，既节省了生产节拍,也保证了每个产品都能得到及时准确的补偿,提高产品的合格率，同时还可实现工业机器人4自动测量打磨耗材即打磨砂轮2的损耗值，形成动态闭环检测系统。

所述的步骤(7)的计算过程由工业机器人4程序完成，计算结果直接存储在工业机器人4内部数组变量，数据将用于机器人在打磨过程中在砂轮2处建立的坐标系的偏移。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。