一种大型曲面磨削自适应控制方法与流程

本发明涉及机械加工打磨领域，具体为一种大型曲面磨削自适应控制方法。

背景技术：
传统的曲面打磨行业中，普遍由熟练工人手工完成。手工打磨不仅劳动强度大、费时费力，而且效率低下，很难保证工件形面质量的整体性和一致性；同时作业现场的噪声、粉尘和短纤维也严重影响工人的健康。而采用机器人直接夹持磨具进行打磨，工件表面质量虽然很高，但打磨前需要按工件模型和打磨区域示教机器人的运动轨迹，而且在实际的操作中，每个工件的定位尺寸都不一致，需要重复性进行运动轨迹的，这会严重影响打磨的效率。为提高机械加工打磨的效率、保证工件表面的加工质量，不破坏大型曲面工件形面的整体性和一致性，有必要开发一种能够根据工件形状实时地调整磨具打磨位置和姿态的方法，配合机器人对工件进行精细打磨。

技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种大型曲面磨削自适应控制方法。该方法控制原理简单，设计新颖，通过调整支撑点的位置来构造合适的支撑面，以适应不同曲率的工件表面磨削，通过螺纹预紧装置粗调预紧的接触力来减少调整时间，通过检测接触力大小，并通过控制驱动器输出转矩来改变弹簧的变形量，使接触力大小适中，保持在合适数值范围，实现相对稳定的打磨接触力，达到高效稳定的磨削加工效果。本发明解决所述技术问题的技术方案是：设计一种大型曲面磨削自适应控制方法，该方法采用以下步骤：（1）.磨削准备；在磨削加工开始前，先通过调整三个支撑点的位置，确定一个尽量贴合工件的最小面，以适应不同曲率工件的打磨，实现磨具和工件良好的接触；再通过设计的螺纹预紧装置粗调接触力大小，从而减少其调整时间，提高效率；其次，在控制系统的人机交互界面上初步设置磨削参数和接触力阈值；（2）.碰触工件；通过采集倾角传感器信息以及力传感信息进行倾角和接触力反馈，并显示在触摸屏上；当试触力大于接触力阈值时，需通过螺纹预紧装置来调整弹簧初始位置，然后对工件再进行碰触，直到试触力小于阈值；当试触力小于阈值时，可开始加工；（3）.轨迹规划使得三个支撑点移动；在磨削加工过程中，通过控制系统进行轨迹规划，控制三个支撑点移动，实时位姿调整，保证加工的连续性和形面的整体性，直至完成整个工件的磨削加工任务；（4）.磨削加工；磨削加工开始后，接触力可以通过控制器和打磨工具模块自动调整，直到符合接触力要求；在磨削过程中，以打磨工具模块每循环进给1次作为一个采样周期，对磨具与工件的接触力信号进行采集，对连续5次采样周期采集的接触力值求出平均值，然后进行以下判断：并规定输出转矩以加大磨削量方向为正方向；A.开始加工后，再一次采集倾角传感器信息，计算两次倾角差值的绝对值，输入控制器，根据倾角差值以及力信息，按照下述公式【1】计算出接触力的平均值；【1】【1】式中，—接触力平均值，单位；—第i次采集的力信号，单位为；、—分别为第一次、第二次采集的倾角值，单位。B．当平均值小于阈值时，通过设定的控制器产生的驱动信号，顶部电机正向旋转，增大转矩，从而增大弹簧变形量，进而增大打磨接触力，最终使得...