CN110919499A - 一种基于离线编程的高尔夫球头制作工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于机械打磨技术领域，具体涉及一种基于离线编程的高尔夫球头制作工艺，包括以下步骤，步骤一、制作加工设备和高尔夫球头的3D数模；步骤二、在机器人离线编程软件中导入加工设备的3D数模，并根据加工设备现场的实际位置建立仿真的打磨场景；步骤三、在机器人离线编程软件中导入高尔夫球头的3D数模，制作打磨抛光路径；步骤四、将步骤三中的打磨抛光路径导入到机器人的控制器内，机器人按照该路径进行打磨抛光。与现有技术相比，本发明通过采用离线编程大大减少了机器人的停机时间，提高了生产的效率和生产过程中的安全性，同时，还具有适用性广以及便于修改机器人程序等优点。

Description

一种基于离线编程的高尔夫球头制作工艺
技术领域
本发明属于机械打磨技术领域，具体涉及一种基于离线编程的高尔夫球头制作工艺。
背景技术
高尔夫球是一项传统的体育竞技运动，由于高尔夫球头表面结构的特殊性，其在生产的过程中需要经过多道打磨抛光的工序，目前高尔夫球头的抛光打磨多数采用人工在砂带机、布轮抛光机上进行打磨抛光作业，然而由于人工打磨抛光方式具有工作强度大，生产效率低、危险性高等缺点以及随着工业机器人的广泛应用，越来越多的企业开始采用工业机器人来代替人工进行打磨抛光作业。
现有技术中，用于打磨抛光的机器人主要采用手工示教编程的方式进行编程，一般是通过手持示教器让机器人运动到目标点，选择机器人运动指令，逐点记录，进而采集相应的数据设定打磨轨迹，工业机器人根据打磨轨迹对高尔夫球头进行打磨。然而此种方法至少存在以下缺陷：
1)人工示教编程编辑一个高尔夫球头打磨程序需要15-30小时，过程繁琐，效率低；
2)记录的精度完全是由示教者的目测决定，精度低，而且对于复杂的路径示教编程难以取得令人满意的效果。
有鉴于此，有必要对上述现有技术进行合理改进，以满足实际的生产需要。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供的一种基于离线编程的高尔夫球头制作工艺，通过采用离线编程大大减少了机器人的停机时间，提高了生产的效率和生产过程中的安全性，同时，还具有适用性广便于修改机器人程序等优点。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于离线编程的高尔夫球头制作工艺，包括以下步骤：
步骤一、制作加工设备和高尔夫球头的3D数模；
步骤二、在机器人离线编程软件中导入加工设备的3D数模，并根据加工设备现场的实际位置建立仿真的打磨场景；
步骤三、在机器人离线编程软件中导入高尔夫球头的3D数模，制作打磨抛光路径；
步骤四、将步骤三中的打磨抛光路径导入到机器人的控制器内，机器人按照该路径进行打磨抛光。
作为对本发明中所述的基于离线编程的高尔夫球头制作工艺的改进，所述步骤一中，通过soildworks、Pro E、UG、CATIA软件建模或通过3D扫描的方式获取所述加工设备和所述高尔夫球头的3D数模数据。其中，采用soildworks软件进行3D数模制作，能通过拖拽等功能使编程人员在较短的时间内完成大量的装配设计，操作简单方便，有效提高了生产的效率。
作为对本发明中所述的基于离线编程的高尔夫球头制作工艺的改进，所述步骤一中还包括，依照制作得到的3D数模进行生产与组装所述加工设备。本发明中先通过对加工设备的3D数模进行制作，再根据该3D数模数据进行制作加工设备，这样能使得后续的仿真打磨场景与实际打磨时的尺寸比例相匹配，减少加工过程中的误差，提高打磨抛光的精度。
作为对本发明中所述的基于离线编程的高尔夫球头制作工艺的改进，所述步骤四中，在打磨抛光前还包括对所述高尔夫球头和所述加工设备的位置进行机器视觉校准。在打磨抛光前对高尔夫球头和加工设备的位置进行机器视觉校准，可以解决高尔夫球头的角度变异和夹治具的变异问题，有效地提高打磨抛光的精度，提高产品的质量。
作为对本发明中所述的基于离线编程的高尔夫球头制作工艺的改进，所述步骤三中的打磨抛光路径通过所述机器人离线编程软件自动生成或通过人工手动设计生成。由于机器人离线编程软件只是根据导入的3D数模进行自动生成打磨抛光的路径，可以起到较好的参考作用；而在实际的操作中可能会存在一些特殊的情况，因此，也可以通过人工根据打磨抛光的工艺流程进行手动设定路径，大大提高了适用性。
作为对本发明中所述的基于离线编程的高尔夫球头制作工艺的改进，所述机器人离线编程软件为PQArt、RobotStudio、MotoSim EG、SimPro、Robotmaster、Sprutcam、Delcam、ROBOGUIDE中的任意一种。对机器人进行离线编程可采用不同的机器人离线编程软件，具体可根据实际的生产需求进行合理适配。
作为对本发明中所述的基于离线编程的高尔夫球头制作工艺的改进，所述步骤四结束后，还包括对打磨抛光后的所述高尔夫球头的曲面进行打磨质量检测。本发明在打磨结束后对高尔夫球头进行打磨质量检测，可以将不合格件进行筛选，防止不合格件流到客户中，有效地提升产品的质量。
作为对本发明中所述的基于离线编程的高尔夫球头制作工艺的改进，所述打磨质量检测包括对所述高尔夫球头打磨面的弧度、凹凸度以及厚度的检测。
作为对本发明中所述的基于离线编程的高尔夫球头制作工艺的改进，所述打磨面的弧度和凹凸度检测通过采用激光测距仪进行测量。
作为对本发明中所述的基于离线编程的高尔夫球头制作工艺的改进，所述打磨面的厚度检测采用超声波测距仪进行测量。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
1)减少机器人的停机时间，当对下一任务进行编程时，机器人仍可在生产线上进行工作，提高了生产的效率和工作站的稼动率；
2)由于只需要在电脑上进行编程，因此，可以使编程人员远离危险的工作环境，提高生产的安全性；
3)适用范围广，可以对各种机器人进行编程，并能够方便地实现优化编程；
4)便于修改机器人程序，同时也可以对复杂的任务进行编程。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的实现流程图。
具体实施方式
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。
如图1所示，一种基于离线编程的高尔夫球头制作工艺，包括以下步骤：
步骤一、制作加工设备和高尔夫球头的3D数模；
步骤二、在机器人离线编程软件中导入加工设备的3D数模，并根据加工设备现场的实际位置建立仿真的打磨场景；
步骤三、在机器人离线编程软件中导入高尔夫球头的3D数模，制作打磨抛光路径；
步骤四、将步骤三中的打磨抛光路径导入到机器人的控制器内，机器人按照该路径进行打磨抛光。
其中，在本实施例中，机器人离线编程软件采用北京华航唯实公司开发的PQArt软件，其自带仿真布局的功能，能较好地模拟仿真本实施例中的实际打磨工作场景，对于提高打磨抛光的精度具有较佳的效果，当然，本发明中不限于上述机器人离线编程软件，还可以根据实际的生产需要进行合理适配。
另外，为了提高编程人员的3D数模制作效率，于本实施例中，主要通过采用soildworks软件进行加工设备和高尔夫球头的3D数模制作，通过soildworks软件自带的零部件拖拽功能实现短时间完成大量的装配设计。当然，本发明也不限于soildworks软件进行3D数模制图，还可以根据生产需求采用Pro E等软件进行制图或采用3D扫描获取点云数据建模的方式。为进一步提高打磨的质量，在步骤四的实际打磨前，本实施例中还可以通过CCD、COMS传感器等常用的工业视觉检测设备对高尔夫球头实际的位置进行校准，以解决高尔夫球头的角度变异和夹治具的变异问题，提高打磨抛光的精度，提高产品的质量。
优选的，步骤一中还包括，依照制作得到的3D数模进行生产与组装所述加工设备。本发明中先通过对加工设备的3D数模进行制作，再根据该3D数模数据进行制作加工设备，这样便能使后续的仿真打磨场景与实际打磨时的尺寸比例相匹配，减少加工过程中的误差，提高打磨抛光的精度。
优选的，步骤三中的打磨抛光路径通过机器人离线编程软件自动生成或通过人工手动设计生成。由于机器人离线编程软件只是根据导入的3D数模进行自动生成打磨抛光的路径，可以起到较好的参考作用；而在实际的操作中可能会存在一些特殊的情况，因此，也可以通过人工根据打磨抛光的工艺流程进行手动设定路径，大大提高了适用性。
优选的，步骤四结束后，还包括对打磨抛光后的高尔夫球头的曲面进行打磨质量检测。本发明在打磨结束后对高尔夫球头进行打磨质量检测，可以将不合格件进行筛选，防止不合格件流到客户中，有效地提升产品的质量。
优选的，打磨质量检测包括对高尔夫球头打磨面的弧度、凹凸度以及厚度的检测。其中，于本实施例中，打磨面的弧度和凹凸度检测通过采用激光测距仪进行测量；而打磨面的厚度检测则采用超声波测距仪进行测量。
在本实施例中，通过采用离线编程，有效地减少了机器人的停机时间，在实际生产时，即使面对不同型号高尔夫球头，当对下一个打磨任务进行编程，机器人仍可在生产线上进行工作，使得机器人不会因此而导致长期不工作的状态，将传统的15～30小时的停机时间缩减为2～4小时，大大地提升了资源的有效利用和生产的效率；与此同时，由于整个离线编程只需要在电脑上进行，因此，编程人员无需身处设备的生产环境中，避免了一系列安全事故的发生，提高生产的安全性；此外，由于离线编程的适用范围较广，可以对各种机器人进行编程，特别是一些复杂的打磨任务均能适用，在具体应用过程中若发生程序误差，也可以较为方便地实现优化和修改程序。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施方式，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施方式的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于离线编程的高尔夫球头制作工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、制作加工设备和高尔夫球头的3D数模；
步骤二、在机器人离线编程软件中导入加工设备的3D数模，并根据加工设备现场的实际位置建立仿真的打磨场景；
步骤三、在机器人离线编程软件中导入高尔夫球头的3D数模，制作打磨抛光路径；
步骤四、将步骤三中的打磨抛光路径导入到机器人的控制器内，机器人按照该路径进行打磨抛光。
2.根据权利要求1中所述的基于离线编程的高尔夫球头制作工艺，其特征在于：所述步骤一中，通过soildworks、Pro E、UG、CATIA软件建模或通过3D扫描的方式获取所述加工设备和所述高尔夫球头的3D数模。
3.根据权利要求1中所述的基于离线编程的高尔夫球头制作工艺，其特征在于：所述步骤一中还包括，依照制作得到的3D数模进行生产与组装所述加工设备。
4.根据权利要求1中所述的基于离线编程的高尔夫球头制作工艺，其特征在于：所述步骤四中，在打磨抛光前还包括对所述高尔夫球头和所述加工设备的位置进行机器视觉校准。
5.根据权利要求1中所述的基于离线编程的高尔夫球头制作工艺，其特征在于：所述步骤三中的打磨抛光路径通过所述机器人离线编程软件自动生成或通过人工手动设计生成。
6.根据权利要求1中所述的基于离线编程的高尔夫球头制作工艺，其特征在于：所述机器人离线编程软件为PQArt、RobotStudio、MotoSim EG、SimPro、Robotmaster、Sprutcam、Delcam、ROBOGUIDE中的任意一种。
7.根据权利要求1中所述的基于离线编程的高尔夫球头制作工艺，其特征在于：所述步骤四结束后，还包括对打磨抛光后的所述高尔夫球头的曲面进行打磨质量检测。
8.根据权利要求7中所述的基于离线编程的高尔夫球头制作工艺，其特征在于：所述打磨质量检测包括对所述高尔夫球头打磨面的弧度、凹凸度以及厚度的检测。
9.根据权利要求8中所述的基于离线编程的高尔夫球头制作工艺，其特征在于：所述打磨面的弧度和凹凸度检测通过采用激光测距仪进行测量。
10.根据权利要求8中所述的基于离线编程的高尔夫球头制作工艺，其特征在于：所述打磨面的厚度检测采用超声波测距仪进行测量。
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