一种基于六维力传感器曲面打磨定位方法与流程

本发明涉及六维力传感器应用领域，特别是涉及一种基于六维力传感器曲面打磨定位方法。

背景技术：

1、抛光打磨机床在各大行业有着广泛的应用，如汽车制造业、卫浴用品、厨房用品、五金家具、3c产业等。目前，抛光打磨机器人主要用于工件的表面打磨，棱角去毛刺，焊缝打磨，内腔内孔去毛刺等工作。适宜的打磨抛光智能制造解决方案不仅可以提高打磨质量和效率，还可以降低生产成本。六维力传感器常应用在打磨装置中，且六维力传感器能够全方位、多角度地感知外界的力量变化，包括三维空间中的三个力分量和三个力矩分量。这种全方位的力量感知能力使得打磨过程中的力量控制更加精确，从而提高了打磨的精度。另一方面在打磨过程中，六维力传感器能够迅速感知到接触力的大小和方向，并将这些信息传递给机器人的控制系统。

2、为了保证抛光打磨能够实现全自动且精准的打磨，一般需要图像识别对待打磨器件进行识别定位，方便后续打磨头可以精准地移动到待打磨器件上开始进行打磨。但是图像识别在打磨过程中很容易因为待打磨器件的细小微差无法被准确识别导致定位出现些许偏差，进而使得打磨质量下降。

技术实现思路

1、有鉴于现有技术的上述的一部分缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于六维力传感器曲面打磨定位方法，旨在实现打磨精准定位，提高打磨质量。

2、为实现上述目的，本发明开了一种基于六维力传感器曲面打磨定位方法，所述方法包括:

3、步骤s1、响应于打磨装置的打磨头接触待打磨器件，获得六维力传感器的第一受力数据；控制所述打磨头朝预设方向进行运动，并根据所述第一受力数据控制所述打磨头在垂直方向上进行运动，以使第一受力数据中的压力数据在运动过程中保持恒定；响应于所述第一受力数据中的压力数据为零时，获得所述打磨头的第一定位运动轨迹；其中，所述打磨头与所述六维力传感器相连接；

4、步骤s2、获得所述待打磨器件的表面需求形状，从所述待打磨器件的表面需求形状上匹配与所述第一定位运动轨迹相符合形貌所在的第一区域位置；响应于所述第一区域位置有且仅有一个，根据所述第一区域位置，确定所述第一定位运动轨迹在所述待打磨器件上对应的区域位置；

5、步骤s3、响应于所述第一区域位置有多个，则控制所述打磨头运动获得第二定位运动轨迹；并从所述待打磨器件的表面需求形状上匹配与所述第二定位运动轨迹相符合形貌所在的第二区域位置；响应于所述第二区域位置有且仅有一个，根据所述第二区域位置，确定所述第二定位运动轨迹在所述待打磨器件上对应的实际区域位置；

6、步骤s4、响应于所述第二区域位置有多个，则获得所述第一定位运动轨迹和所述第二定位运动轨迹之间的第一相对位置；根据所述第一相对位置，从多个所述第一区域位置和多个所述第二区域位置中确定与所述第一相对位置相匹配的第一区域组；响应于所述第一区域组有且仅有一组，根据所述第一区域组，确定两条所述定位运动轨迹在所述待打磨器件上对应的实际区域位置；其中，所述第一区域组包括一对相对应的所述第一区域位置和所述第二区域位置；

7、步骤s5、响应于所述第一区域组有多组，则重复所述步骤s3和所述步骤s4,直至确定各条所述定位运动轨迹在所述待打磨器件上对应的实际区域位置；其中，每重复一次，则最新的区域组内则会多包括一个新的定位运动轨迹对应的区域位置；

8、步骤s6、根据所述打磨头的全程运动轨迹，获得所述打磨头与各条所述定位运动轨迹的当前位置关系；根据任一所述定位运动轨迹在所述待打磨器件上对应的实际区域位置和所述当前位置关系，获得所述打磨头与所述待打磨器件之间的实际相对位置。

9、可选的，在所述步骤s2之后，所述方法还包括：

10、响应于所述第一区域位置有多个，则控制所述打磨头获得第三定位运动轨迹；并从所述待打磨器件的表面需求形状上匹配与所述第三定位运动轨迹相符合形貌所在的第三区域位置；响应于所述第三区域位置有且仅有一个，根据所述第三区域位置，确定所述第三定位运动轨迹在所述待打磨器件上对应的实际区域位置；响应于所述第三区域位置有多个，则重复该步骤，直至所述第三区域位置有且仅有一个；其中，所述第三定位运动轨迹在重复该步骤时均为不同的定位运动轨迹。

11、可选的，所述步骤s1之前，所述方法还包括：

12、控制所述打磨头移动至所述待打磨器件上方；控制所述打磨头按照预设幅度上下移动直至所述六维力传感器采集到受力数据，判断所述打磨头接触待打磨器件。

13、可选的，在所述步骤s6之前，所述方法还包括：

14、采集所述打磨头的所述全程运动轨迹；其中，所述全程运动轨迹至少包括全部的所述定位运动轨迹。

15、可选的，所述步骤s1中获得所述打磨头的第一定位运动轨迹，包括：

16、记录所述打磨头每一时刻的移动方向和移动距离，根据每一时刻的所述移动方向和所述移动距离，获得所述打磨头的所述第一定位运动轨迹。

17、可选的，在所述步骤s6之后，所述方法还包括：

18、根据所述打磨头与所述待打磨器件之间的实际相对位置和所述待打磨器件的所述表面需求形状，确定打磨轨迹；控制所述打磨头以所述打磨轨迹对所述待打磨器件进行打磨。

19、可选的，所述方法还包括：

20、根据各条所述定位运动轨迹和所述待打磨器件的所述表面需求形状之间的差异，确定所述打磨头在打磨过程中的旋转速度。

21、可选的，在所述步骤s2中从所述待打磨器件的表面需求形状上匹配与所述第一定位运动轨迹相符合形貌所在的第一区域位置；包括：

22、在所述待打磨器件的表面需求形状上确定形貌与所述第一定位运动轨迹相差不超过第一阈值的区域位置，将相差不超过第一阈值的区域位置确定为与所述第一定位运动轨迹相符合的第一区域位置。

23、本发明的有益效果：1、本发明通过打磨头定向移动采集待打磨器件表面的形状轨迹，再通过六维力传感器监测采集到的受力数据调整打磨头保证打磨头采集到的轨迹始终位于待打磨器件表面，使得最终获得的定位运动轨迹与待打磨器件表面某一区域的轨迹相同；接着通过表面需求形状与定位轨迹的匹配，获得定位轨迹具体在待打磨器件表面的准确位置；最后实现对打磨头与待打磨器件之间的定位。相较于图像识别，本发明基于六维力传感器对定位运动轨迹进行采集，可以感应到细微的变化，使得定位更加精准；同时，本发明的打磨装置无需加入图像识别系统，简化打磨装置结构。2、本发明当一条定位运动轨迹无法精准定位时可以加入新的定位运动轨迹，再根据他们之间的相对位置，进行再次定位，从而使得本发明的定位更加精准可靠。3、本发明通过轨迹进行定位，相较于全面扫描定位，本发明大大提高了定位效率。

24、综上，本发明基于六维力传感器实现对打磨头与待打磨器件之间定位，可以有效提高定位精度，进而提高打磨质量。

1.一种基于六维力传感器曲面打磨定位方法，其特征在于，所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的基于六维力传感器曲面打磨定位方法，其特征在于，在所述步骤s2之后，所述方法还包括：

3.根据权利要求1所述的基于六维力传感器曲面打磨定位方法，其特征在于，所述步骤s1之前，所述方法还包括：

4.根据权利要求1所述的基于六维力传感器曲面打磨定位方法，其特征在于，在所述步骤s6之前，所述方法还包括：

5.根据权利要求1所述的基于六维力传感器曲面打磨定位方法，其特征在于，所述步骤s1中获得所述打磨头的第一定位运动轨迹，包括：

6.根据权利要求1所述的基于六维力传感器曲面打磨定位方法，其特征在于，在所述步骤s6之后，所述方法还包括：

7.根据权利要求1所述的基于六维力传感器曲面打磨定位方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.根据权利要求1所述的基于六维力传感器曲面打磨定位方法，其特征在于，在所述步骤s2中从所述待打磨器件的表面需求形状上匹配与所述第一定位运动轨迹相符合形貌所在的第一区域位置；包括：