[发明专利]机器人表面精加工的智能自动化

权利要求书

1.一种用于成形物体的三维外表面的装置，该装置包括：

精加工工具，配置成以设定的旋转速度旋转，以磨擦物体表面的多个区域；及

定位组件，配置成使所述物体表面的所述多个区域沿规定的路径接触精加工工具，以便磨擦外壳；

其中所述物体的所述多个区域包括至少一个平坦区域和至少一个弯曲的区域；及

其中定位组件利用沿所述规定路径的可变接触力轮廓使物体表面与精加工工具接触。

2.如权利要求1所述的装置，还包括：

力测量设备，测量由精加工工具和定位组件施加到物体表面的实际力向量；

其中定位组件配置成基于比较所测量到的实际力向量和可变接触力轮廓来调整规定的路径。

3.如权利要求2所述的装置，其中定位组件配置成调整所述规定的路径，以便沿所述规定的路径获得大致恒定的压力轮廓。

4.如权利要求2所述的装置，其中定位组件配置成调整所述规定的路径，以便把实际力向量对准成与物体表面大致垂直。

5.如权利要求2所述的装置，其中定位组件配置成补偿测量实际力向量与调整规定路径之间的响应时间。

6.一种用于为精加工工具确定三维运动路径的方法，该方法包括：

创建物体的三维计算机辅助设计模型；

在该计算机辅助设计模型表面的多个区域上选择一系列点和朝向；

创建连接所选一系列点和朝向的三维运动路径；

计算精加工工具与该计算机辅助设计模型的表面之间沿所述三维运动路径的接触轮廓；及

基于所计算出的接触轮廓调整所述三维运动路径；

其中所述物体的所述多个区域包括至少一个平坦区域和至少一个弯曲的区域。

7.如权利要求6所述的方法，其中调整三维运动路径导致精加工工具上的精加工介质和计算机辅助设计模型的表面之间沿所述三维运动路径的大致恒定的压力轮廓。

8.如权利要求6所述的方法，其中调整三维运动路径把接触轮廓中的向量对准成与计算机辅助设计模型的表面大致垂直。

9.如权利要求6所述的方法，其中调整三维运动路径包括调整精加工工具相对于计算机辅助设计模型的表面的至少位置、角定向和速度。

10.如权利要求6所述的方法，其中计算接触轮廓包括估计精加工介质变形和精加工介质的流体动力。

11.如权利要求6所述的方法，还包括：

为所计算出的接触轮廓估计表面精加工的平滑度，及

调整所述三维运动路径，以产生近似一致平滑的表面精加工。

12.一种用于为精加工工具确定三维运动路径的方法，该方法包括：

沿工件的三维计算机辅助设计模型的表面创建用于精加工工具的第一条三维运动路径；

估计精加工工具和工件之间沿该第一条三维运动路径的可变接触轮廓；及

基于所估计出的可变接触轮廓和所述第一条三维运动路径计算第二条三维运动路径；

其中第二条三维运动路径在精加工工具和工件的多个表面之间具有大致恒定的接触压力轮廓。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述工件的所述多个表面包括至少一个平坦的表面和一个弯曲的表面。

14.如权利要求12所述的方法，还包括：

估计沿所述第二条三维运动路径的表面精加工的平滑度，及

调整所述第二条三维运动路径，以便沿工件的表面提供近似一致的平滑度。

15.如权利要求12所述的方法，其中创建用于精加工工具的第一条三维运动路径包括沿工件原型的表面操纵“接触教”三维机器人手臂。

16.如权利要求12所述的方法，其中创建用于精加工工具的第一条三维运动路径包括在工件的三维计算机辅助设计模型上放置多个点并且连接所述多个点来最小化表面精加工中的变化。