饰品研磨机器人系统的研究.pdf

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1、ll0；：：-．-：-饰品研磨机器人系统的研究l0⋯：l：智能工程朱琪，言勇华llll(上海交通大学机器人研究所，上海200240)TheResearchonDiamond——cuttingRobotSystemZHUXiu—qi，YANYong—hua(InstituteofRobotics，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China)摘要：将工业机器人应用到小型产品的精加工其应用到小型研磨面的精加工中，以提高生产效率。中，提出了基于工业机器人的饰品自动化研磨系统

2、1饰品研磨机器人的系统设计的方案。通过系统的搭建，就其中机器人作业标定和运动学分析方法的问题进行研究，提出了特定标系统利用机器人的灵活性和可控性代替手工饰定方法和位置姿态分离控制运动学方法。品打磨，不仅可以实现高精度的打磨和抛光，还能减关键词：饰品研磨；位姿分离控制法；机器人作少加工时间，降低废品率。业标定；实时性；加工精度现有的自动研磨机器人一般有2种设计形式：中图分类号：TP242．6一种是机器人末端握有磨刀，工件固定的方式；另一文献标识码：A种是机器人末端夹有工件的磨盘研磨方式。磨刀方文章编号：1001—225

3、7(2010)09—0054—05式一般应用于大型加工面的研磨，利用磨刀的末端Abstract：Inthispaperanindustryrobot在加工面上来回作业，从而达到大面积均匀研磨的namedbyMOTOMAN—SV3isappliedintofinish—效果。但是由于研磨饰品在3～10cm不等，其研磨ingforsmallproductsforthefirsttimeandthe面较小，若采用磨刀方式的话，除所选的磨刀端面受schemefortheadornmentgrindingrobotsystem

4、is限外，还会造成磨速过低。基于上述分析，选用了磨presented．Throughestablishmentofthissystem，盘方式构建系统，即机器人的末端与特定的饰品夹theproblemsaboutrobotoperationcalibrationand具紧固，饰品安装在饰品夹具中，夹紧固定。夹具末robotkinematicsalgorithmareresearchedand端设有缓冲装置，可以减缓饰品与磨盘接触时的冲solvedbyspecificcalibrationandkinematicsal

5、go—击。rithmbasedondepartmentofpositionandatti—饰品自动研磨的系统包括：机器人及其控制柜、tude．夹具、磨盘装置、视觉测量传感器和上位机系统。机Keywords：diamond—cutting；separatecontrol器人使用的是MOTOMAN—SV3X型工业机器人。ofattitudeandposition；operationcalibration；real—上位机系统提供人机接口，用于离线编程，向机器人time；motionaccuracy传达操作命令和设计软件接

6、口，用于获取研磨面姿态信息。上位机上建有饰品加工设计界面、研磨轨迹设计界面和研磨结果分析界面等。编写通讯协议0引言用于传送机器人控制指令，并实时接收反馈的运动数据用于监测系统作业情况。为了实现宝石、水晶和人工钻石等饰品的智能系统采用的视觉传感器是双目立体视觉传感化加工，研发出一套加工精度较高、作业灵活、操作器，它由左右摆放的2个摄像机组成[4]。在使用视方便的自动化饰品加工设备。工业机器人作为一个觉测量传感器之前，需要对摄像机的内部参数和外操作灵活、柔性好的机电一体化设备，结合各种传感部参数进行标定[5]，之后采用最

7、小二乘法，根据特征器，是进行智能化开发的很好的载体[】]。为此，将点在左右图像中的坐标，计算得到此点在视觉传感收稿日期；2010—06—08器中的坐标。·54·《机械与电子>2010(9)系统内各个部分之间的联系如图1所示。系统偿由机器人制造和安装，磨盘安装和调试带来的误主要功能包括利用图像处理来实现研磨前的饰品三差，从而提高机器人绝对定位精度，以提高运动控制维重构、根据模型和设计要求规划进给量和研磨面、的精度。本文采用特征点法和标靶法进行标定。基于图像夹具姿态控制和机器人末端的位置控制。饰品自动研磨机器人系统的作业

8、标定包括：视觉传感器坐标系T与机器人坐标系R之间的转化关系；机器人坐标系R和磨盘坐标系M之间的T二；视觉传感器坐标系T与磨盘坐标系M之间的T。用于将夹具在机器人坐标系中的姿态与其在视觉传感器中的姿态之间的转化，用于夹具在磨盘坐标中的位置与其在机器人坐标中的位置之间的转化，用于磨盘平面的法向量在磨盘坐标系中坐标与其在视觉测量传感器坐标系中的坐标之