[发明专利]用于机器人支持的磨料加工方法和设备

说明书

描述了一种机器人支持的磨削方法。根据本发明的一个实例，所述磨削方法包括：使工件的表面与旋转的磨削工具接触，由此所述磨削工具或所述工件机械地耦接至机械手的工具中心点(TCP)。所述方法还包括控制影响所述磨削工具或所述工件的致动器以在所述磨削工具与所述工件之间产生磨削力，并且测量所述致动器的实际偏移。根据所述致动器的测量的实际偏移和所述致动器的参考偏移调节所述磨削工具的旋转速度。

技术领域

本发明涉及机器人支持的设备加工(特别是磨削和磨砂)、它们的设置及制造过程的领域。

发明背景

用于磨料加工的机器人支持的设备，特别是市场上存在的磨削和磨砂设备仅能够以大量的额外(手动)劳力来满足对高质量表面精加工的需求。以下，术语“磨削”用作用于磨削和类似磨料加工(如磨砂和抛光)的统称术语。磨削结果很大程度上取决于磨削工具(砂轮或砂盘)放置在工件上的接触压力的程度以及磨削工具的圆周速度。磨削过程不是静态过程，并且对其有影响的参数在不断变化。在手动磨削时，有经验的工匠可以辨别这些变化并且可以采取必要的措施。他/她也可以在视觉上监测磨削结果并且因此手动调整磨削过程。在机器人支持的磨削过程的情况下这种可能性不是易得的。

因此，本发明的目的是提供一种用于磨料加工的机器人支持的设备，该设备被构造成满足对例如磨削的现代磨料加工的高精度要求并且可以在过程的整个持续时间中补偿动态变化。另一个目的是使用于调节并监测任务的调配人员减少到最少。

发明概要

根据权利要求1所述的方法以及根据权利要求10所述的设备可以实现上述目的。不同实施方案和本发明的另外的发展是从属权利要求的主题。

描述了一种机器人支持的磨削方法。根据本发明的一个实例，所述方法包括：使工件的表面与旋转的磨削工具接触，由此所述磨削工具或所述工件机械地耦接至机械手的工具中心点。控制影响所述磨削工具或所述工件的致动器以在所述磨削工具与所述工件之间生成磨削力。所述方法还包括测量所述致动器的实际偏移并且根据所述致动器的测量的实际偏移和所述致动器的参考偏移调节所述磨削工具的旋转速度。

在不中断所述磨削过程的情况下可以调节所述磨削工具的旋转速度。磨削工具可以是磨削轮并且其旋转速度可以随着磨损进程而进行调节，使得磨削轮的圆周速度的因磨损而异的减少得到旋转速度的相应增加的补偿。也可以根据所述磨削工具或所述工件的进给速度调节所述磨削工具的旋转速度。

所述磨削工具可以经由所述致动器连接至所述机械手的TCP，使得所述机械手可以相对于所述工件定位所述磨削工具。可以基于所述致动器的测量的实际偏移来计算参考偏移。例如，在具有已知尺寸的所述磨削工具接触所述工件表面的情形中，这是可行的。也可以基于所述工件表面相对于所述机械手的TCP的已知相对位置和所述磨削工具的已知尺寸来计算所述参考偏移。当所述磨削工具接触工件表面时，所述磨削工具的当前尺寸可以基于所述工件表面相对于所述机械手的TCP的已知相对位置以及在所述磨削工具接触所述工件的表面时所述致动器的测量的实际偏移计算得到。

当致动器的测量的实际偏移达到或超过第一阈值时，机械手可以被控制使得TCP朝着工件移动。然后控制致动器使得其偏移变化和TCP的移动得到致动器的偏移变化的补偿。然后根据致动器的偏移变化来调节参考偏移。

以下描述了一种用于机器人支持的磨削的设备。根据本发明的一个实例，所述设备包括以下：机械手、具有磨削工具的磨削设备以及力控制致动器，所述力控制致动器影响所述磨削设备或工件以便在磨削工具与工件表面之间产生磨削力。所述磨削设备设置有速度控制器，所述速度控制器被配置成根据所述致动器的测量的实际偏移和参考偏移调节所述磨削工具的旋转速度。