本发明涉及轨道交通车辆、汽车零部件加工，具体涉及一种曲面打磨方法。
背景技术：
1、轨道交通车辆及汽车在生产制造过程中，有大量的曲面零部件需要进行打磨处理，以减少表面的毛刺，曲面零部件包括轨道交通车辆侧墙大部件(圆弧处)、司机室及面罩、汽车车门、曲轴、引擎盖、缸体等；随着经济的发展和工业技术的革新，曲面工件的打磨方式由传统的人工打磨转变为机器人自动打磨，打磨机器人机械手末端与打磨工具之间通过法兰刚性连接。
2、在现有技术当中，当前绝大多数机器人自动打磨效率较高，但效果较差；并且如今机器人打磨程序为：在目标工件上标记能表现整个曲面路径的打磨点，按照这些标记的打磨点进行路径规划，使用确定的运动指令与控制指令，命令机器人执行器按照打磨路径来实施打磨作业。而目前采用机器人打磨过程中，基本上不考虑曲率的变化，未识别打磨点或打磨面法线，使得打磨工具未能和工件精准对位，从而产生打磨厚度不均匀，打磨表面精度较差等问题。
技术实现思路
1、本发明实施例的主要目的在于提出一种曲面打磨方法，能够基于点阵激光感应传感器对打磨曲面表面实时感应，控制器在线闭环控制伸缩杆伸缩，进而保证了曲面接触角度自适应调节，改善了传统打磨方式下针对曲面不同位置不同曲率的加工难、质量差等问题，同时兼具多加工场合的通用性，提高了加工精度。
2、一种曲面打磨方法，其特征在于，包括：
3、第一平台；
4、第二平台，所述第一平台与所述第二平台之间相对设置，所述第一平台和所述第二平台之间基于至少三组铰链组件固定连接；
5、所述第二平台靠近所述第一平台的表面设有打磨砂轮驱动件和外部控制器，所述外部控制器设于所述打磨砂轮驱动件的上方，所述第二平台远离所述第一平台的表面设有至少三个激光感应传感器和打磨砂轮，所述激光感应传感器设于所述打磨砂轮的周围；
6、其中，所述打磨砂轮用于打磨待加工工件，所述激光感应传感器用于进行主动式点阵数据测量，实时测量其距下方待加工工件表面的距离，所述外部控制器用于根据各所述激光感应传感器获取的距离计算所述待加工工件上待磨曲面区域的法向信息，并根据所述法向信息控制所述铰链组件调整所述打磨砂轮的角度，以使得所述打磨砂轮的法向与待磨曲面区域的法向重合；
7、所述铰链组件包括依次连接的上虎克铰链安装座、上虎克铰链、伸缩杆、下虎克铰链以及下虎克铰链安装座，所述上虎克铰链安装座与所述第一平台固定连接，所述下虎克铰链安装座与所述第二平台固定连接；
8、所述第一平台的边缘设有多个与所述铰链组件相适配的第一安装凸起，所述第一安装凸起与所述上虎克铰链安装座固定连接，所述第二平台的边缘设有多个与所述铰链组件相适配的第二安装凸起，所述第二安装凸起与所述下虎克铰链安装座固定连接；
9、所述伸缩杆内设有直线电机驱动器，所述直线电机驱动器用于驱动所述伸缩杆伸长或压缩，所述伸缩杆的一端与所述上虎克铰链铰接，所述伸缩杆的另一端与所述下虎克铰链铰接；
10、其控制方法如下：
11、在至少三个所述激光感应传感器中选取三个所述激光感应传感器，分别获取三个所述激光感应传感器在所述待加工工件表面的投射光点，以及基于各个所述投射光点分别对应计算所述激光感应传感器与所述待加工工件表面的投射距离；
12、根据选取的三个所述激光感应传感器的空间位置构建工具坐标系，确定三个所述激光感应传感器分别在所述工具坐标系中的传感器位置坐标；
13、基于三个所述传感器位置坐标以及三个所述投射距离，获取三个所述激光感应传感器对应的投射光点在所述工具坐标系中的光点位置坐标；
14、根据三个所述光点位置坐标获取所述待加工工件上的待磨曲面区域的法向信息，并根据所述法向信息控制所述铰链组件调整所述打磨砂轮的角度，以使得所述打磨砂轮的法向与所述待磨曲面区域的法向重合；
15、获取所述待磨曲面区域经过多个所述伸缩杆对应伸缩后的法向信息，
16、根据经过多个所述伸缩杆对应伸缩后的法向信息判断所述打磨砂轮是否还存在偏转；
17、若所述打磨砂轮不存在偏转，则确定所述打磨砂轮的法向与待磨曲面区域的法向重合；若所述打磨砂轮存在偏转，则继续调整所述伸缩杆的伸缩长度并重新判断所述打磨砂轮是否还存在偏转，直至所述打磨砂轮不存在偏转；
18、当所述打磨砂轮的法向与所述待磨曲面区域的法向重合时，按照预设参数对所述待磨曲面区域进行打磨。
19、优选的，所述第一平台和所述第二平台之间设有四组所述铰链组件，所述第二平台远离所述第一平台的表面设有四个所述激光感应传感器。
20、优选的，三个所述光点位置坐标分别为(x1′,y1′,z1′)，(x2′,y2′,z2′)，(x3′,y3′,z3′)，按照三个点坐标可计算出待加工工件待打磨区域法线方程为：
21、
22、优选的，其中一所述投射光点在所述工具坐标系的坐标平面内，记为第一投射光点，所述第一投射光点对应的激光感应传感器记为第一激光感应传感器；
23、所述基于三个所述传感器位置坐标以及三个所述投射距离，获取三个所述激光感应传感器对应的投射光点在所述工具坐标系中的光点位置坐标的步骤，包括：
24、获取所述第一激光感应传感器在所述工具坐标系中的第一传感器位置坐标，以及所述第一激光感应传感器与所述第一投射光点的第一投射距离；
25、获取所述第一激光感应传感器发出的激光射线与所述打磨砂轮之间的第一夹角；
26、根据所述第一传感器位置坐标、所述第一投射距离和所述第一夹角确定所述第一投射光点在所述工具坐标系中的光点位置坐标。
27、优选的，其余两所述激光感应传感器分别记为第二激光感应传感器和第三激光感应传感器，所述第二激光感应传感器对应的投射光点记为第二投射光点，所述第三激光感应传感器对应的投射光点记为第三投射光点；
28、所述基于三个所述传感器位置坐标以及三个所述投射距离，获取三个所述激光感应传感器对应的投射光点在所述工具坐标系中的光点位置坐标的步骤，还包括：
29、获取所述第一激光感应传感器与所述第二激光感应传感器之间的第一激光射线交点，所述第一激光感应传感器与所述第三激光感应传感器之间的第二激光射线交点；
30、计算所述第一激光感应传感器、所述第二激光感应传感器和所述第一激光射线交点之间的第二夹角，以及计算所述第一激光感应传感器、所述第三激光感应传感器和所述第二激光射线交点之间的第三夹角；
31、获取所述第二激光感应传感器在所述工具坐标系中的第二传感器位置坐标，以及根据所述第一传感器位置坐标、所述第二传感器位置坐标和所述第二夹角确定所述第二投射光点在所述工具坐标系中的光点位置坐标；
32、获取所述第三激光感应传感器在所述工具坐标系中的第三传感器位置坐标，以及根据所述第一传感器位置坐标、所述第三传感器位置坐标和所述第三夹角确定所述第三投射光点在所述工具坐标系中的光点位置坐标。
33、优选的，所述第一投射光点的光点位置坐标为fl(x1',y1',z1')，则根据第一传感器位置坐标e1(x1,y1,z1)、第一投射距离hl和第一夹角θ确定第一投射光点在工具坐标系中的光点位置坐标如下：
34、x1′＝h1cosθ，y1′＝0，z1′＝z1-h1sinθ
35、优选的，所述根据三个所述光点位置坐标获取所述待加工工件上的待磨曲面区域的法向信息，并根据所述法向信息控制所述铰链组件调整所述打磨砂轮的角度，以使得所述打磨砂轮的法向与所述待磨曲面区域的法向重合，包括：
36、根据三个所述光点位置坐标获取所述待磨曲面区域的法向信息，并根据所述法向信息确定所述打磨砂轮的偏转方向；
37、根据所述偏转方向，计算多个所述伸缩杆对应的伸缩长度，并控制多个所述伸缩杆对应伸缩，以调整所述打磨砂轮的角度使得所述打磨砂轮的法向与所述待磨曲面区域的法向重合。
38、本发明实施例具有以下有益效果：通过在至少三个激光感应传感器中选取三个激光感应传感器，分别获取三个激光感应传感器在待加工工件表面的投射光点，以及基于各个投射光点分别对应计算激光感应传感器与待加工工件表面的投射距离；根据选取的三个激光感应传感器的空间位置构建工具坐标系，确定三个激光感应传感器分别在工具坐标系中的传感器位置坐标；基于三个传感器位置坐标以及三个投射距离，获取三个激光感应传感器对应的投射光点在工具坐标系中的光点位置坐标；根据三个光点位置坐标获取待加工工件上的待磨曲面区域的法向信息，并根据法向信息控制铰链组件调整打磨砂轮的角度，以使得打磨砂轮的法向与待磨曲面区域的法向重合；当打磨砂轮的法向与待磨曲面区域的法向重合时，按照预设参数对待磨曲面区域进行打磨，进而能够基于多个投射光点的光点投影位置准确地在曲面区域确定打磨点或打磨面法线，提高了曲面表面的打磨精度，从根本上解决在常规打磨曲面后表面不均匀的问题，保证曲面打磨后的一致性，便于后续涂装作业。