(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211126916.2 (22)申请日 2022.09.16 (71)申请人 华侨大学 地址 362000 福建省泉州市丰泽区城东城 华北路269号 申请人 南安华大石材产业 技术研究院 (72)发明人 吴品君　黄国钦　黄身桂　黄吉祥　 谭援强　 (74)专利代理 机构 厦门市首创君 合专利事务所 有限公司 3 5204 专利代理师 连耀忠 (51)Int.Cl. B24B 53/14(2006.01) G01N 21/88(2006.01) G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 加工石材的工业机器人的烧结金刚石刀具 整形方法及装置 (57)摘要 本发明公开一种加工石材的工业机器人的 烧结金刚石刀具整形方法及装置， 涉及在工业机 器人加工石材领域， 结合烧结金刚石刀具的特 点， 首先对烧结金刚石刀具进行清洗， 再进行磨 损检测， 检测出磨粒磨损情况， 根据磨粒磨损情 况判断是否需要整形， 若需要， 则在整形模块处 进行整形， 整形成功后， 工业机器人将烧结金刚 石刀具移动至对刀仪进行刀具补偿 。 该装置由磨 屑清洗模块、 磨损检测模块、 整形模块和对刀仪 等组成， 实现了工业机器人在加工过程中烧结金 刚石刀具在线检测磨损状态的功能并自动修整 的功能， 避免了因拆卸加工工具引起的加工误 差， 极大的保证了加工精度， 提高了加工效率， 并 且自动化 程度高、 刀具整形 可靠性强。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 115533754 A 2022.12.30 CN 115533754 A 1.一种加工石材的工业机器人的烧结金刚石刀具整形方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： S1， 选择安装有烧结金刚石刀具的工业机器人， 根据所述烧结金刚石刀具的磨屑清除 要求， 确定第一移动轨迹， 所述工业机器人根据所述第一移动轨迹将所述烧结金刚石刀具 移动至磨屑清洗模块处， 所述磨屑清洗模块用于对所述烧结 金刚石刀具进行清洗； S2， 根据所述烧结金刚石刀具的三维模型的采集要求， 确定第 二移动轨迹， 所述工业机 器人根据所述第二移动轨迹将所述烧结金刚石刀具移动至磨损检测模块处， 磨损检测模块 对所述烧结金刚石刀具进行检测， 采集所述烧结金刚石刀具 的磨损信息， 根据磨损信息确 定磨粒磨损情况； S3， 根据所述磨粒磨损情况0判断是否需要整形， 若不需要， 则所述工业机器人将所述 烧结金刚石刀具移动至对刀仪进行刀具补偿， 若需要， 则采集磨损的烧结金刚石刀具 的三 维模型， 并构建完整的烧结 金刚石刀具的三维模型； S4， 根据磨损的烧结金刚石刀具的三维模型、 完整的烧结金刚石刀具的三维模型及实 际整形加工要求， 生成刀具整形轨迹， 所述工业机器人根据所述刀具整形轨迹移动到整形 模块处进行整形工作， 整形完成后重复步骤S1 ‑S4， 直至整形成功为止 。 2.根据权利要求1所述的加工石材的工业机器人的烧结金刚石刀具整形方法， 其特征 在于， 所述 步骤S4具体包括： 将采集到的磨损的烧结金刚石刀具的三维模型和完整的烧结金刚石刀具的三维模型 发送到CAM前置处理软件； 根据磨损的烧结金刚石刀具的三 维模型、 完整的烧结金刚石刀具 的三维模型及实际整形加工要求， 将磨损的烧结金刚石刀具 的三维模型定义为毛坯， 完整 的烧结金刚石刀具的三 维模型定义为整 形对象， 通过CAM前置处理软件生 成刀具整 形轨迹， 并根据所述刀具整 形轨迹导出刀位源文件发送至CAM后置处理软件； CAM后置处理软件根据 刀位源文件调整工业机器人 的姿态， 进行离线加工仿真， 生成工业机器人能够读取 的加工 整形轨迹代码； 并发送所述加工整 形轨迹代码至工业机器人控制器的CNC软件， 控制工业机 器人根据整形刀具轨 迹移动到整形模块处进行整形工作。 3.根据权利要求1所述的加工石材的工业机器人的烧结金刚石刀具整形方法， 其特征 在于， 所述磨损信息包括磨粒磨损情况、 烧结金刚石刀具尺 寸， 所述磨粒磨损情况以磨粒完 整、 磨粒微破碎、 磨粒宏观破碎、 磨粒磨平为依据。 4.根据权利要求1所述的加工石材的工业机器人的烧结金刚石刀具整形方法， 其特征 在于， 所述步骤S1中确定第一移动轨迹， 所述工业机器人根据所述第一移动轨迹将所述烧 结金刚石刀具移动至磨屑清洗模块处， 具体包括： 采用后置处理软件调整机器人的姿态， 进行离线运动仿真， 生成工业机器人能够读取 的第一轨迹代码； 并发送所述第一轨迹代码至工业机器人的控制器的CNC软件， 控制工业机 器人将所述烧结 金刚石刀具以第一移动轨 迹移动至磨屑清洗模块处； 步骤S2中确定第二移动轨迹， 所述工业机器人根据所述第 二移动轨迹将所述烧结金刚 石刀具移动至磨损检测模块处， 具体包括： 采用后置处理软件调整机器人的姿态， 进行离线运动仿真， 生成工业机器人能够读取 的第二轨迹代码； 并发送所述第二轨迹代码至工业机器人的控制器的CNC软件， 控制工业机 器人将所述烧结 金刚石刀具以第二移动轨 迹移动至磨损检测模块处。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115533754 A 25.根据权利要求4所述的加工石材的工业机器人的烧结金刚石刀具整形方法， 其特征 在于， 所述采用后置处理软件调整工业机器人姿态之前还包括： 设置工业机器人型号和加 工环境参数； 其中， 加工环境参数包括磨屑清洗模块在工业机器人坐标系中的坐标、 磨损检 测模块在工业机器人坐标系中的坐标、 整形模块在工业机器人坐标系中的坐标、 对刀仪在 工业机器人坐标系中的坐标、 主轴与刀具参数及加工环境 边界与障碍物的信息 。 6.一种加工石材的工业机器人的烧结金刚石刀具整形装置， 其特征在于， 包括工业机 器人、 磨屑清洗模块、 磨损检测模块、 整形模块和对刀仪， 所述工业机器人的机械臂末端主 轴安装有烧结金刚石刀具， 所述工业机器人将所述烧结金刚石刀具移动至所述磨屑清洗模 块、 磨损检测模块、 整 形模块和对刀仪处以执行权利要求 1‑5中任一项 所述的加工石 材的工 业机器人的烧结 金刚石刀具整形 方法。 7.根据权利要求6所述的加工石材的工业机器人的烧结金刚石刀具整形装置， 其特征 在于， 所述磨屑清洗模块包括第一防护罩、 水箱、 高压水枪、 高压气枪、 气泵和废水收集箱， 所述水箱安装在所述第一防护罩的侧 边， 并设有注水 口和水位观察窗， 所述第一防护罩设 有腔体， 所述高压水枪和高压气枪分别位于所述腔体内的两侧， 所述高压水枪与所述水箱 连接， 所述高压气枪与所述气泵连接， 所述腔 体的底部 设有漏水孔， 所述漏水孔与所述废水 收集箱连接 。 8.根据权利要求7所述的加工石材的工业机器人的烧结金刚石刀具整形装置， 其特征 在于， 在所述工业机器人将所述烧结金刚石刀具移动至所述磨屑清洗模块时的最优姿态为 所述烧结 金刚石刀具 水平进入所述第一防护罩， 并与所述高压水枪呈垂直状态。 9.根据权利要求6所述的加工石材的工业机器人的烧结金刚石刀具整形装置， 其特征 在于， 所述磨损检测模块包括第二防护罩、 3D显微镜相机、 灯源和工作站， 所述3D显微镜相 机、 灯源和工作 站安装在第二防护罩内， 所述灯源安装在所述3D 显微镜相机的两侧， 所述工 作站通过传输线与所述3D显微镜相机连接； 所述整形模块包括整形工具和电机组成， 所述 整形工具安装在电机轴上。 10.根据权利要求9所述的加工石材的工业机器人的烧结金刚石刀具整形装置， 其特征 在于， 在所述工业机器人将所述烧结金刚石刀具移动至所述磨损检测模块时的最优姿态包 括： 所述烧结金刚石刀具水平进入至第二防护罩内， 且所述烧结金刚石刀具 的端面正对所 述3D显微镜相机； 若需要整 形， 则调整工业机器人的最优姿态为： 所述烧结金刚石刀具水平 进入至第二防护罩内， 且所述烧结金刚石刀具垂直于所述3D显微镜相 机， 所述烧结金刚石 刀具的端面 正对所述第二防护罩的底部 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115533754 A 3