專利名稱：機(jī)器人打磨裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)器人材料加工領(lǐng)域，具體涉及一種機(jī)器人打磨裝置。
背景技術(shù)：
目前，打磨行業(yè)自動(dòng)化水平較低，相當(dāng)一部分打磨由熟練的工人手工完成。手工打磨勞動(dòng)強(qiáng)度大、費(fèi)時(shí)、效率低，且打磨產(chǎn)生的粉塵損害人的身體健康。機(jī)床打磨效率高，但機(jī)床打磨加工通用性不強(qiáng)，可拓展很差，并且專業(yè)的機(jī)床價(jià)格昂貴。機(jī)器人打磨自動(dòng)化程度高，可控性強(qiáng)，易于拓展，通用性強(qiáng)，且機(jī)器人的價(jià)格相對(duì)便宜。有少數(shù)幾家機(jī)器人公司研發(fā)了打磨機(jī)器人系統(tǒng)，但它們專業(yè)性較強(qiáng)，只針對(duì)幾種特定的工業(yè)品，且系統(tǒng)非常復(fù)雜。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種機(jī)器人打磨裝置，結(jié)構(gòu)簡單、易于控制、通用性強(qiáng)，提高生產(chǎn)效率，降低成本，提高加工質(zhì)量，可用于復(fù)雜曲面的打磨。本實(shí)用新型的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):本機(jī)器人打磨裝置，包括機(jī)器人、傳感器固定座、力傳感器、固定底座、電動(dòng)打磨機(jī)和位移傳感器，所述電動(dòng)打磨機(jī)和位移傳感器安裝在固定底座上，固定底座固定在力傳感器的面板上，力傳感器固定在傳感器固定座上，傳感器固定座固定在機(jī)器人末端。傳感器固定座一端固定于機(jī)器人末端上，另一端托住并固定力傳感器，保護(hù)了力傳感器并增強(qiáng)了連接的穩(wěn)定性。所述固定底座連接連接片，電動(dòng)打磨機(jī)通過2個(gè)夾持片安裝在連接片上，位移傳感器通過2個(gè)夾持片安裝在轉(zhuǎn)角上，轉(zhuǎn)角安裝在連接片上。所述連接片為平面直角形。所述轉(zhuǎn)角為空間兩個(gè)直角彎折。所述電動(dòng)打磨機(jī)的打磨頭通過卡頭夾緊在電動(dòng)打磨機(jī)的機(jī)體上。擰緊或松開卡頭，可以更換不同種類和型號(hào)的打磨頭。所述電動(dòng)打磨機(jī)和位移傳感器的軸線方向均為沿機(jī)器人末端的Z軸方向，且位移傳感器頂部的探針比電動(dòng)打磨機(jī)的打磨頭所述Z軸方向上超出l-5mm。所述力傳感器為六維力傳感器。機(jī)器人打磨裝置的打磨方法包括以下步驟:①根據(jù)理論輪廓模型規(guī)劃加工軌跡并確定加工的起刀點(diǎn)；②令機(jī)器人末端以小于5cm/s的速度接近工件；③當(dāng)位移傳感器的探針產(chǎn)生壓縮變形，令機(jī)器人末端勻減速至速度為零，停止Z軸方向的前進(jìn)，這樣可避免電動(dòng)打磨機(jī)碰撞工件；④開始沿加工軌跡加工，位移傳感器在前，打磨頭在后，加工軌跡的加工控制包括C和E-C，C為力控制選擇矩陣，E為單位矩陣，E-C為位置控制選擇矩陣；由于只需控制機(jī)器人末端的Z軸方向的接觸力，則C=diag[0，O, 1,0, O, O]，diag表示矩陣的對(duì)角線元素，其他非對(duì)角線元素全為O ;六維力傳感器的測量值包含力值、力矩值，其中，力值sFm包括工件的反作用力sFh、設(shè)備重力sFe、設(shè)備慣性力sF1，即:sFm=sFi^sFJsFiS為六維力傳感器坐標(biāo)系，M代表測量值，H為工件，G為設(shè)備，I為慣性，所述設(shè)備包括:固定底座、連接片、夾持片、轉(zhuǎn)角、電動(dòng)打磨機(jī)、位移傳感器；機(jī)器人沿加工軌跡打磨時(shí)，速度為恒速，加速度為0，設(shè)備慣性力sF1為O ;對(duì)設(shè)備重力sFe進(jìn)行力補(bǔ)償，消除sFe對(duì)sFm的影響；設(shè)備重力sFe在基坐標(biāo)系中可表示為bF,= [O O -G]’，B為基坐標(biāo)系，“，”代表矩陣轉(zhuǎn)置；設(shè)S相對(duì)于B的旋轉(zhuǎn)變換為f及機(jī)器人坐標(biāo)系T相對(duì)于S的旋轉(zhuǎn)變換力;^ T相對(duì)于B的旋轉(zhuǎn)變換為fi R表示坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)變換；打磨加工過程中，打磨頭的加工力即工件的反作用力sFh為恒定值，即在消除sFc的影響后，sfm為恒值；由于sFfi = IrbFg ,Ir=Ir-1，通過實(shí)驗(yàn)測得設(shè)備重力sFc以及sFc在s的重心(lx，ly, lz)，lx、ly、Iz分別為S中X、y、Z方向的坐標(biāo)值，可求得sFe在S形成的力矩
為:
權(quán)利要求1.機(jī)器人打磨裝置，其特征在于:包括機(jī)器人、傳感器固定座、力傳感器、固定底座、電動(dòng)打磨機(jī)和位移傳感器，所述電動(dòng)打磨機(jī)和位移傳感器安裝在固定底座上，固定底座固定在力傳感器的面板上，力傳感器固定在傳感器固定座上，傳感器固定座固定在機(jī)器人末端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人打磨裝置，其特征在于:所述固定底座連接連接片，電動(dòng)打磨機(jī)通過2個(gè)夾持片安裝在連接片上，位移傳感器通過2個(gè)夾持片安裝在轉(zhuǎn)角上，轉(zhuǎn)角安裝在連接片上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)器人打磨裝置，其特征在于:所述連接片為平面直角形。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)器人打磨裝置，其特征在于:所述轉(zhuǎn)角為空間兩個(gè)直角彎折。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人打磨裝置，其特征在于:所述電動(dòng)打磨機(jī)的打磨頭通過卡頭夾緊在電動(dòng)打磨機(jī)的機(jī)體上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)器人打磨裝置，其特征在于:所述電動(dòng)打磨機(jī)和位移傳感器的軸線方向均為沿機(jī)器人末端的Z軸方向，且位移傳感器頂部的探針比電動(dòng)打磨機(jī)的打磨頭所述Z軸方向上超出l-5mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)器人打磨裝置，其特征在于:所述力傳感器為六維力傳感器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種機(jī)器人打磨裝置，包括機(jī)器人、傳感器固定座、力傳感器、固定底座、電動(dòng)打磨機(jī)和位移傳感器，所述電動(dòng)打磨機(jī)和位移傳感器安裝在固定底座上，固定底座固定在力傳感器的面板上，力傳感器固定在傳感器固定座上，傳感器固定座固定在機(jī)器人末端。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、易于控制、通用性強(qiáng)，提高生產(chǎn)效率，降低成本，提高加工質(zhì)量，可用于復(fù)雜曲面的打磨。
文檔編號(hào)B24B27/00GK202985311SQ201220700520
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者張鐵, 劉文波 申請人:華南理工大學(xué)