【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于超精密加工，尤其涉及一種基于力控的自動刮研機器人系統。
技術介紹
1、在航天光學遙感器研制過程中，為降低遙感器裝配應力對系統精度的影響，實現光路精準傳輸，遙感器光學元件鏡框、主承力結構件、傳統機構零件、空間指向結構件等精密零件的連接表面精度較高，一般為微米級面形精度。
2、為實現上述零件高面形精度，生產中一般使用手工刮研的方法。傳統手工刮研時，首先將零件表面清潔干凈，在零件端面涂抹紅丹粉，然后將零件端面與標準平面研磨，找出零件端面高點，利用刮研工具微量去除，通過反復上述過程實現零件面形精度。因此，傳統手工刮研加工效率較低，不適用于大型結構件刮研加工，且對人工技能、體能有較強的依賴性。長時間進行人工刮研，容易使工人患上職業病，另外，由于刮研技能水平不一致，刮研后的零件質量具有不穩定性。
3、隨著遙感技術的發展，光學遙感器朝著大型化、高輕量化、高穩定化發展，導致遙感器結構件逐漸大型化、復雜化、高精度。針對大型結構件精密加工，傳統手工刮研存在高低點識別困難、自檢困難、去除高點困難等工藝局限性，不能實現對大型結構件進行刮研。
技術實現思路
1、本專利技術解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種基于力控的自動刮研機器人系統，替代人工刮研，實現航天器各類高精度結構件表面的精密加工。
2、本專利技術目的通過以下技術方案予以實現：一種基于力控的自動刮研機器人系統，包括：相機支架、視覺相機、六自由度工業機器人、工作臺、工件、末端執行器、力傳感
3、上述基于力控的自動刮研機器人系統中，所述綜合控制系統包括刮研區域分析模塊、刮研軌跡規劃模塊和協同運動控制模塊；其中，所述刮研區域分析模塊對視覺相機拍攝的照片進行區域分析，并識別區域坐標，將區域坐標傳輸至所述刮研軌跡規劃模塊；所述刮研軌跡規劃模塊接收區域坐標，根據區域坐標生成機器人運動軌跡規劃，將機器人運動軌跡規劃傳輸至所述協同運動控制模塊；所述協同運動控制模塊接收機器人運動軌跡規劃，根據機器人運動軌跡規劃控制末端執行器與六自由度工業機器人協同運動，對工件進行刮研。
4、上述基于力控的自動刮研機器人系統中，所述視覺相機對涂抹紅丹粉后的工件的對研后情況進行拍照。
5、上述基于力控的自動刮研機器人系統中，所述六自由度工業機器人用于固定末端執行器，與末端執行器協同運動對工件待刮研區域進行刮研。
6、上述基于力控的自動刮研機器人系統中，所述工作臺設置定位裝置，所述定位裝置能夠提取工件的坐標位置。
7、上述基于力控的自動刮研機器人系統中，所述末端執行器的末端設置有刮刀。
8、上述基于力控的自動刮研機器人系統中，所述末端執行器的力加載裝置和角度調整裝置驅動刮刀按預設角度對工件表面進行加載，當加載力達到設定值驅動六自由度工業機器人進行刮鏟動作。
9、上述基于力控的自動刮研機器人系統中，所述力傳感器監控刮刀的加載力。
10、一種根據基于力控的自動刮研機器人系統進行自動刮研的方法，包括：將工件裝夾至工作臺；在工件的表面均勻涂抹紅丹粉，使用基準平板對工件的待刮研表面進行對研，其中，紅丹粉被研磨去除的區域為高點區域；視覺相機對工件表面進行拍照，將拍攝的照片傳輸給綜合控制系統；綜合控制系統的刮研區域分析模塊對視覺相機拍攝的照片進行區域分析，識別高點區域，并提取高點區域坐標值；綜合控制系統的刮研軌跡規劃模塊根據刮研軌跡規劃模塊生成機器人運動軌跡規劃；綜合控制系統的協同運動控制模塊根據機器人運動軌跡規劃控制末端執行器與六自由度工業機器人協同運動，對工件進行刮研。
11、上述自動刮研的方法中，綜合控制系統的協同運動控制模塊根據機器人運動軌跡規劃控制末端執行器與六自由度工業機器人協同運動，對工件進行刮研包括：將刮刀置于刮研程序起始點位置，根據機器人運動軌跡規劃設定刮刀與工件的角度、刮刀單次刮鏟運動速度、刮刀與工件壓力值；通過末端執行器中的驅動裝置根據刮刀與工件的角度調整刮刀與工件接觸夾角并施加下壓段位移，直到刮刀接觸工件；待力傳感器采集到刮刀加載力并達到刮刀與工件壓力值后向六自由度工業機器人發出運動指令；六自由度機器人根據機器人運動軌跡規劃以刮刀單次刮鏟運動速度執行所有單次刮鏟段運動，所有單次刮研段串聯形成機器人運動軌跡，其中，六自由度機器人在完成單次刮鏟段刮削后需抬升。
12、本專利技術與現有技術相比具有如下有益效果：
13、(1)本專利技術用于實現刮研過程的參數化控制，替代人工刮研，實現航天器各類高精度結構件表面的精密加工；
14、(2)本專利技術解決了傳統手工刮研存在高低點識別困難、自檢困難、去除高點困難的工藝局限性。
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1.一種基于力控的自動刮研機器人系統，其特征在于包括：相機支架(1)、視覺相機(2)、六自由度工業機器人(3)、工作臺(4)、工件(5)、末端執行器(6)、力傳感器(7)和綜合控制系統；其中，
2.根據權利要求1所述的基于力控的自動刮研機器人系統，其特征在于：所述綜合控制系統包括刮研區域分析模塊、刮研軌跡規劃模塊和協同運動控制模塊；其中，
3.根據權利要求1所述的基于力控的自動刮研機器人系統，其特征在于：所述視覺相機(2)對涂抹紅丹粉后的工件的對研后情況進行拍照。
4.根據權利要求1所述的基于力控的自動刮研機器人系統，其特征在于：所述六自由度工業機器人(3)用于固定末端執行器，與末端執行器協同運動對工件待刮研區域進行刮研。
5.根據權利要求1所述的基于力控的自動刮研機器人系統，其特征在于：所述工作臺設置定位裝置，所述定位裝置能夠提取工件的坐標位置。
6.根據權利要求1所述的基于力控的自動刮研機器人系統，其特征在于：所述末端執行器的末端設置有刮刀。
7.根據權利要求1或6所述的基于力控的自動刮研機器人系統，其特
8.根據權利要求6所述的基于力控的自動刮研機器人系統，其特征在于：所述力傳感器(7)監控刮刀的加載力。
9.一種根據權利要求1-8任一所述的基于力控的自動刮研機器人系統進行自動刮研的方法，其特征在于包括：
10.根據權利要求9所述的自動刮研的方法，其特征在于：綜合控制系統的協同運動控制模塊根據機器人運動軌跡規劃控制末端執行器與六自由度工業機器人協同運動，對工件(5)進行刮研包括：
...【技術特征摘要】
1.一種基于力控的自動刮研機器人系統，其特征在于包括：相機支架(1)、視覺相機(2)、六自由度工業機器人(3)、工作臺(4)、工件(5)、末端執行器(6)、力傳感器(7)和綜合控制系統；其中，
2.根據權利要求1所述的基于力控的自動刮研機器人系統，其特征在于：所述綜合控制系統包括刮研區域分析模塊、刮研軌跡規劃模塊和協同運動控制模塊；其中，
3.根據權利要求1所述的基于力控的自動刮研機器人系統，其特征在于：所述視覺相機(2)對涂抹紅丹粉后的工件的對研后情況進行拍照。
4.根據權利要求1所述的基于力控的自動刮研機器人系統，其特征在于：所述六自由度工業機器人(3)用于固定末端執行器，與末端執行器協同運動對工件待刮研區域進行刮研。
5.根據權利要求1所述的基于力控的自動刮研機器人系統，其特征在于：所述工作臺設置定位裝置，所述定位...
【專利技術屬性】
技術研發人員：常江，周泉，屠琦暉，潘浩，王琳然，江希龍，康笠，
申請(專利權)人：北京空間機電研究所，
類型：發明
國別省市：
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