CN111774962A - 用于高铁车身端墙的机器人打磨控制方法、工控机及*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机器人打磨技术领域，具体公开了一种用于高铁车身端墙的机器人打磨控制方法，其中，包括：获取测厚仪测量的高铁车身端墙的腻子厚度数据；根据所述腻子厚度数据确定磨削量；根据所述磨削量以及高铁车身端墙的重构模型生成机器人打磨路径；将所述磨削量和所述机器人打磨路径发送至机器人控制柜，所述机器人控制柜用于根据所述磨削量和所述机器人打磨路径控制机器人导轨和末端打磨工具的工作。本发明还公开了一种工控机及一种用于高铁车身端墙的机器人打磨***。本发明提供的用于高铁车身端墙的机器人打磨控制方法自动化程度高，且设备成本低，能够适应恶劣公开，且安全防爆，加工效率高。

Description

用于高铁车身端墙的机器人打磨控制方法、工控机及***
技术领域
本发明涉及机器人打磨技术领域，尤其涉及一种用于高铁车身端墙的机器人打磨控制方法、工控机及用于高铁车身端墙的机器人打磨***。
背景技术
机器人是自动控制机器（Robot）的俗称，在工业中，六轴串联机器人得到了极大的应用。目前，在搬运、码垛、焊接等领域机器人都得到了广泛运用，但是在高铁车身打磨领域中，由于粉尘浓度大、打磨加工范围大、自动化要求高，尤其是高铁端墙打磨，在市面上，并无有效解决方案。
发明内容
本发明提供了一种用于高铁车身端墙的机器人打磨控制方法、工控机及用于高铁车身端墙的机器人打磨***，解决相关技术中存在的无法实现对高铁端墙进行自动打磨的问题。
作为本发明的第一个方面，提供一种用于高铁车身端墙的机器人打磨控制方法，其中，包括：
获取测厚仪测量的高铁车身端墙的腻子厚度数据；
根据所述腻子厚度数据确定磨削量；
根据所述磨削量以及高铁车身端墙的重构模型生成机器人打磨路径；
将所述磨削量和所述机器人打磨路径发送至机器人控制柜，所述机器人控制柜用于根据所述磨削量和所述机器人打磨路径控制机器人导轨和末端打磨工具的工作。
进一步地，所述根据所述腻子厚度数据确定磨削量，包括：
将所述腻子厚度数据与标准高铁车身端墙的厚度进行比较，得到所述磨削量。
进一步地，所述根据所述磨削量以及高铁车身端墙的重构模型生成机器人打磨路径，包括：
根据所述磨削量以及高铁车身端墙的重构模型进行轨迹仿真，得到机器人打磨路径。
进一步地，所述用于高铁车身端墙的机器人打磨控制方法还包括：
在所述机器人控制柜根据所述磨削量和所述机器人打磨路径控制末端打磨工具打磨完成后，获取测试仪测量的高铁车身端墙的打磨后的腻子厚度数据；
将打磨后的腻子厚度数据与标准高铁车身端墙的厚度比较，判断所述高铁车身端墙的打磨是否合格；
若所述高铁车身端墙的打磨合格，则输出打磨完成的信号；
若所述高铁车身端墙的打磨不合格，则确定待打磨区域以及待磨削量，并将所述待磨削量和待打磨区域发送至机器人控制柜，所述机器人控制柜用于控制末端打磨工具对所述待打磨区域进行标识。
作为本发明的另一个方面，提供一种工控机，其中，包括：存储器和处理器，所述处理器与所述存储器通信连接，所述存储器用于存储计算机指令，所述处理器用于加载并执行所述计算机指令，以实现前文所述的用于高铁车身端墙的机器人打磨控制方法。
作为本发明的另一个方面，提供一种用于高铁车身端墙的机器人打磨***，其中，包括：机器人导轨加工***和前文所述的工控机，所述机器人导轨加工***包括机器人控制柜、机器人、末端打磨工具和机器人导轨，所述机器人导轨平行于高铁车身端墙设置，所述机器人设置在所述机器人导轨上，所述末端打磨工具设置在所述机器人上，所述末端打磨工具上设置测厚仪和打磨头，所述机器人与所述机器人控制柜通信连接，所述机器人控制柜和所述测厚仪均与所述工控机通信连接；
所述测厚仪用于测量高铁车身端墙的腻子厚度数据；
所述工控机用于根据所述腻子厚度数据确定磨削量，并生成机器人打磨路径；
所述机器人控制柜用于根据所述机器人打磨路径控制机器人在所述机器人导轨上运动，并控制所述末端打磨工具上的打磨头对所述高铁车身端墙进行打磨。
进一步地，所述末端打磨工具上还设置画笔，所述画笔用于在所述机器人控制柜的控制下对待打磨区域进行标识。
进一步地，所述末端打磨工具上还设置第一测距仪和第二测距仪，所述第一测距仪用于测量所述测厚仪与所述高铁车身端墙的距离，所述第二测距仪用于测量所述打磨头与所述高铁车身端墙的距离。
进一步地，所述用于高铁车身端墙的机器人打磨***还包括砂纸快换***，所述砂纸快换***与所述工控机通信连接，所述砂纸快换***用于在所述工控机的控制下对所述打磨头上的砂纸进行更换。
进一步地，所述用于高铁车身端墙的机器人打磨***还包括安全围栏，所述安全围栏用于环绕所述机器人导轨加工***设置，所述安全围栏上设置多个急停开关。
本发明提供的用于高铁车身端墙的机器人打磨控制方法，通过测厚仪测量高铁车身端墙的腻子厚度，并根据该腻子厚度生成机器人打磨路径，以控制机器人的末端打磨工具对高铁车身端墙进行打磨。这种用于高铁车身端墙的机器人打磨控制方法，自动化程度高，且设备成本低，能够适应恶劣公开，且安全防爆，加工效率高。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。
图1为本发明提供的用于高铁车身端墙的机器人打磨控制方法的流程图。
图2为本发明提供的用于高铁车身端墙的机器人打磨控制方法的一种具体实施方式流程图。
图3为本发明提供的用于高铁车身端墙的机器人打磨控制方法的另一种具体实施方式流程图。
图4为本发明提供的用于高铁车身端墙的机器人打磨***的平面示意图。
图5为本发明提供的机器人导轨加工***的结构示意图。
图6为本发明提供的砂纸快换***的结构示意图。
图7为本发明提供的末端打磨工具的一种视角的结构示意图。
图8为本发明提供的末端打磨工具的另一种视角的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包括，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本实施例中提供了一种用于高铁车身端墙的机器人打磨控制方法，图1是根据本发明实施例提供的用于高铁车身端墙的机器人打磨控制方法的流程图，如图1所示，包括：
S110、获取测厚仪测量的高铁车身端墙的腻子厚度数据；
S120、根据所述腻子厚度数据确定磨削量；
S130、根据所述磨削量以及高铁车身端墙的重构模型生成机器人打磨路径；
S140、将所述磨削量和所述机器人打磨路径发送至机器人控制柜，所述机器人控制柜用于根据所述磨削量和所述机器人打磨路径控制机器人导轨和末端打磨工具的工作。
本发明实施例提供的用于高铁车身端墙的机器人打磨控制方法，通过测厚仪测量高铁车身端墙的腻子厚度，并根据该腻子厚度生成机器人打磨路径，以控制机器人的末端打磨工具对高铁车身端墙进行打磨。这种用于高铁车身端墙的机器人打磨控制方法，自动化程度高，且设备成本低，能够适应恶劣公开，且安全防爆，加工效率高。
具体地，所述根据所述腻子厚度数据确定磨削量，包括：
将所述腻子厚度数据与标准高铁车身端墙的厚度进行比较，得到所述磨削量。
具体地，所述根据所述磨削量以及高铁车身端墙的重构模型生成机器人打磨路径，包括：
根据所述磨削量以及高铁车身端墙的重构模型进行轨迹仿真，得到机器人打磨路径。
具体地，所述用于高铁车身端墙的机器人打磨控制方法还包括：
在所述机器人控制柜根据所述磨削量和所述机器人打磨路径控制末端打磨工具打磨完成后，获取测试仪测量的高铁车身端墙的打磨后的腻子厚度数据；
将打磨后的腻子厚度数据与标准高铁车身端墙的厚度比较，判断所述高铁车身端墙的打磨是否合格；
若所述高铁车身端墙的打磨合格，则输出打磨完成的信号；
若所述高铁车身端墙的打磨不合格，则确定待打磨区域以及待磨削量，并将所述待磨削量和待打磨区域发送至机器人控制柜，所述机器人控制柜用于控制末端打磨工具对所述待打磨区域进行标识。
应当理解的是，当高铁车身端墙打磨不合格后，可以通过对待打磨区域进行标识，例如可以通过画笔进行标识，然后可以进行人工补打。
下面结合图2和图3对本发明实施例提供的用于高铁车身端墙的机器人打磨控制方法的具体实施过程进行详细描述。
首先需要确定机器人的测厚轨迹，即在对高铁车身端墙的腻子厚度测量之前，先确定机器人的运行轨迹；然后机器人可以按照确定的测厚轨迹带动打磨工具上的测厚仪的检测头与高铁车身端墙进行接触式测厚；测厚仪测得腻子厚度数据，并通过蓝牙反馈至工控机；工控机根据腻子厚度数据确定机器人打磨路径，机器人根据机器人打磨路径带动末端打磨工具对高铁车身端墙进行打磨，在打磨完成后，再次测量腻子厚度数据，并记录缺陷区域位置；测厚结束后，机器人调整位姿，使末端画笔在缺陷区域进行缺陷标识。
需要说明的是，工控机在根据腻子厚度确定机器人打磨路径时，需要对高铁端墙模型CAD重构，并根据重构模型与打磨区域规划打磨测量路径。
另外，还需要进行机器人轨迹仿真，避免末端工装及机器人操作臂干涉。
通过标定机器人相对于导轨的安装误差，标定导轨直线度、平行度，以及通过机器人导轨加工***上的传感器标定车体相对于机器人的位置。
还需要标定换砂纸***坐标系，标定末端柔性工装夹具不同偏角，标定AOK、画笔、测厚仪具***置。
当检测打磨后区域腻子厚度，合格则完成工序，不合格则通过标识***标识不合格区域与待磨削量，并可以人工打磨梯台进入，人工补打，完成工序。
作为本发明的另一实施例，提供一种工控机，其中，包括：存储器和处理器，所述处理器与所述存储器通信连接，所述存储器用于存储计算机指令，所述处理器用于加载并执行所述计算机指令，以实现前文所述的用于高铁车身端墙的机器人打磨控制方法。
作为本发明的另一实施例，提供一种用于高铁车身端墙的机器人打磨***，其中，包括：机器人导轨加工***和前文所述的工控机，所述机器人导轨加工***包括机器人控制柜、机器人、末端打磨工具和机器人导轨，所述机器人导轨平行于高铁车身端墙设置，所述机器人设置在所述机器人导轨上，所述末端打磨工具设置在所述机器人上，所述末端打磨工具上设置测厚仪和打磨头，所述机器人与所述机器人控制柜通信连接，所述机器人控制柜和所述测厚仪均与所述工控机通信连接；
所述测厚仪用于测量高铁车身端墙的腻子厚度数据；
所述工控机用于根据所述腻子厚度数据确定磨削量，并生成机器人打磨路径；
所述机器人控制柜用于根据所述机器人打磨路径控制机器人在所述机器人导轨上运动，并控制所述末端打磨工具上的打磨头对所述高铁车身端墙进行打磨。
本发明实施例提供的用于高铁车身端墙的机器人打磨***，采用了前文的工控机，通过测厚仪测量高铁车身端墙的腻子厚度，并根据该腻子厚度生成机器人打磨路径，以控制机器人的末端打磨工具对高铁车身端墙进行打磨。这种用于高铁车身端墙的机器人打磨***，自动化程度高，且设备成本低，能够适应恶劣公开，且安全防爆，加工效率高。
如图4所示，为用于高铁车身端墙的机器人打磨***的平面分布示意图，所述用于高铁车身端墙的机器人打磨***主要包括机器人导轨加工***，总控***，砂纸快换***，安全围栏70及急停开关***，线缆桥架***。测厚数据通过蓝牙连接至工控机，工控机内的上位机软件能够根据端墙腻子厚度确定磨削量，并根据端墙CAD重构模型与***轨迹仿真生成机器人路径并发送至机器人控制柜。为保证防尘性，总控***设置于厂房外侧，包括，配电柜40、机器人控制柜20、操控台50和工控机10，工人可通过监控***实时监控厂内情况。线缆桥架***包括，强弱电分离桥架、导轨拖链、机器人管线包，密封性好，防爆系数高。
如图5所示，机器人导轨加工***包括，机器人、机器人导轨60、工业集尘器22、末端夹具21、管线包24和打磨头23。
如图4所示，所述用于高铁车身端墙的机器人打磨***还包括砂纸快换***30，所述砂纸快换***30与所述工控机10通信连接，所述砂纸快换***30用于在所述工控机10的控制下对所述打磨头上的砂纸进行更换。
具体地，如图6所示，所述砂纸快换***包括30包括支架34、箱体33、撕砂纸机构31和换砂纸机构32和砂纸有无传感器。砂纸有无传感器为触点式，通过触点感应打磨头砂纸连接面中空口判断砂纸是否粘结，换砂纸机构通过滑轨与自身重力，实现压紧。换砂纸机构通过碰撞螺栓与地面固接，安装后，标定其在机器人基坐标系位置。
具体地，如图8所示，所述末端打磨工具上还设置画笔29，所述画笔29用于在所述机器人控制柜的控制下对待打磨区域进行标识。
可以理解的是，所述末端打磨工具上设置测厚仪28，测厚仪28与画笔29之间可以轮换位置，以方便在测厚仪28测完厚度之后，旋转角度通过画笔29来进行标识待打磨区域。
具体地，如图7所示，所述末端打磨工具上还设置第一测距仪25和第二测距仪26，所述第一测距仪25用于测量所述测厚仪28与所述高铁车身端墙的距离，所述第二测距仪26用于测量所述打磨头23与所述高铁车身端墙的距离。
需要说明的是，所述末端夹具21上设置柔性末端27，所述柔性末端27为弹簧导杆机构，用于补偿机器人测厚时的冲击力，保护测厚设备。
另外，所述末端夹具21具有多个不同偏角的支架，避免测距仪干涉，避免机器人加工轨迹中的干涉和碰撞.
具体地，所述用于高铁车身端墙的机器人打磨***还包括安全围栏70，所述安全围栏70用于环绕所述机器人导轨加工***设置，所述安全围栏70上设置多个急停开关。
应当理解的是，通过在安全围栏70上设置多个急停开关，可以有效提高打磨***的安全性。
需要说明的是，机器人导轨加工***与高铁端墙之间留有足够距离，若出现机器人打磨问题区域，末端多功能工装***可标识出问题区域及磨削量，人工打磨车从预留位置进入，方便人工补打。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于高铁车身端墙的机器人打磨控制方法，其特征在于，包括：
获取测厚仪测量的高铁车身端墙的腻子厚度数据；
根据所述腻子厚度数据确定磨削量；
根据所述磨削量以及高铁车身端墙的重构模型生成机器人打磨路径；
将所述磨削量和所述机器人打磨路径发送至机器人控制柜，所述机器人控制柜用于根据所述磨削量和所述机器人打磨路径控制机器人导轨和末端打磨工具的工作。
2.根据权利要求1所述的用于高铁车身端墙的机器人打磨控制方法，其特征在于，所述根据所述腻子厚度数据确定磨削量，包括：
将所述腻子厚度数据与标准高铁车身端墙的厚度进行比较，得到所述磨削量。
3.根据权利要求1所述的用于高铁车身端墙的机器人打磨控制方法，其特征在于，所述根据所述磨削量以及高铁车身端墙的重构模型生成机器人打磨路径，包括：
根据所述磨削量以及高铁车身端墙的重构模型进行轨迹仿真，得到机器人打磨路径。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的用于高铁车身端墙的机器人打磨控制方法，其特征在于，所述用于高铁车身端墙的机器人打磨控制方法还包括：
在所述机器人控制柜根据所述磨削量和所述机器人打磨路径控制末端打磨工具打磨完成后，获取测试仪测量的高铁车身端墙的打磨后的腻子厚度数据；
将打磨后的腻子厚度数据与标准高铁车身端墙的厚度比较，判断所述高铁车身端墙的打磨是否合格；
若所述高铁车身端墙的打磨合格，则输出打磨完成的信号；
若所述高铁车身端墙的打磨不合格，则确定待打磨区域以及待磨削量，并将所述待磨削量和待打磨区域发送至机器人控制柜，所述机器人控制柜用于控制末端打磨工具对所述待打磨区域进行标识。
5.一种工控机，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述处理器与所述存储器通信连接，所述存储器用于存储计算机指令，所述处理器用于加载并执行所述计算机指令，以实现权利要求1至4中任意一项所述的用于高铁车身端墙的机器人打磨控制方法。
6.一种用于高铁车身端墙的机器人打磨***，其特征在于，包括：机器人导轨加工***和权利要求5所述的工控机，所述机器人导轨加工***包括机器人控制柜、机器人、末端打磨工具和机器人导轨，所述机器人导轨平行于高铁车身端墙设置，所述机器人设置在所述机器人导轨上，所述末端打磨工具设置在所述机器人上，所述末端打磨工具上设置测厚仪和打磨头，所述机器人与所述机器人控制柜通信连接，所述机器人控制柜和所述测厚仪均与所述工控机通信连接；
所述测厚仪用于测量高铁车身端墙的腻子厚度数据；
所述工控机用于根据所述腻子厚度数据确定磨削量，并生成机器人打磨路径；
所述机器人控制柜用于根据所述机器人打磨路径控制机器人在所述机器人导轨上运动，并控制所述末端打磨工具上的打磨头对所述高铁车身端墙进行打磨。
7.根据权利要求6所述的用于高铁车身端墙的机器人打磨***，其特征在于，所述末端打磨工具上还设置画笔，所述画笔用于在所述机器人控制柜的控制下对待打磨区域进行标识。
8.根据权利要求6所述的用于高铁车身端墙的机器人打磨***，其特征在于，所述末端打磨工具上还设置第一测距仪和第二测距仪，所述第一测距仪用于测量所述测厚仪与所述高铁车身端墙的距离，所述第二测距仪用于测量所述打磨头与所述高铁车身端墙的距离。
9.根据权利要求6所述的用于高铁车身端墙的机器人打磨***，其特征在于，所述用于高铁车身端墙的机器人打磨***还包括砂纸快换***，所述砂纸快换***与所述工控机通信连接，所述砂纸快换***用于在所述工控机的控制下对所述打磨头上的砂纸进行更换。
10.根据权利要求6所述的用于高铁车身端墙的机器人打磨***，其特征在于，所述用于高铁车身端墙的机器人打磨***还包括安全围栏，所述安全围栏用于环绕所述机器人导轨加工***设置，所述安全围栏上设置多个急停开关。
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