[发明专利]双执行器驱动的柔性打磨恒力控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于工业机器人的双执行器驱动的柔性打磨控制装置，属于打磨工具技术领域。

背景技术

随着制造业技术的不断发展，工业机器人凭借其高灵活性与适应性，逐渐替代传统机床进行机械加工，如打磨等。由于前序工序的误差累积，待进行打磨加工的零件自身尺寸往往不稳定，且边缘部分随机产生毛刺，使得零件的实际外形轮廓与数模不一致；同一批次零件的外形轮廓之间也可能存在较大的差别。除此之外，在打磨过程中的装夹误差与工业机器人自身精度也不可忽视。综上所述，零件在打磨过程中存在许多不确定因素，造成实际打磨轨迹与规划轨迹不一致，各个零件之间的打磨轨迹没有重复性。

如果采用刚性打磨进行加工，将无法保证零件的打磨质量，造成工件、刀具甚至机器人本体的损坏，严重影响了生产效率。目前常用的解决方案有两种：第一种是工业机器人各轴综合控制，即通过综合控制各个轴的运动，由机器人自身实现柔性运动带动刃具进行打磨；第二种是采用柔性打磨调整装置，即在工业机器人末端安装柔性打磨调整装置，由该装置实现柔性运动带动刃具进行打磨。由于第一种方案控制难度较大，多采用第二种方案。

但是现有柔性打磨调整装置存在力调控能力差、响应慢、调节精度不够高等问题。

发明内容

本发明针对现有柔性打磨技术存在的力调控能力差、响应慢、调节精度不够高的问题，提供一种可实现高精度、高可靠性、快速响应的双执行器驱动的柔性打磨恒力控制装置。

本发明的双执行器驱动的柔性打磨恒力控制装置，采用以下技术方案：

该柔性打磨调整装置，包括底板，底板中部安装有并列的主调机构和微调机构，底板上在主调机构和机构气缸的两侧设置有直线导轨，直线导轨上安装有滑块，主调机构和微调机构的活塞杆前端均连接有关节轴承，活塞杆与关节轴承之间设置有力传感器，关节轴承与连接架连接。

所述滑块上设置有支撑架，以改变运动方向，支撑执行件运动。

所述主调机构和微调机构的侧壁设置有位移传感器，以对活塞进行位移控制。

所述主调机构和微调机构采用气缸、液压缸或是电动缸。

在应用时，该装置安装在工业机器人末端，作为工业机器人与自动换刀电主轴的连接媒介，工业机器人上的刀具快换单元通过夹持装置与本发明装置相连。自动换刀电主轴夹持打磨头对工件进行打磨，主调机构与微调机构快速响应，力传感器反馈力信号，实时监测打磨力大小，作为反馈信号输入控制器，通过闭环系统来精确保证打磨力控制，实现恒力控制。

本发明，对比现有技术，具有以下有益效果：

使用该装置进行工作时，采用主调机构和微调机构进行双机构控制，通过主调机构可获得较大的力调节范围，通过微调机构进行微调，可获得较高的力调节精度。自动换刀电主轴能够带动打磨头对所打磨工件施加精确的作用力，该装置能够很好地解决同类装置打磨工件时力控制精度不够高、响应慢的问题，实现柔顺打磨，提高了打磨质量，达到高效稳定加工零件的目的。

附图说明

图1是本发明双执行器驱动的柔性打磨恒力控制装置的结构示意图。

图2是本发明的运动原理示意图。

其中：1.主调气缸，2.微调气缸，3.底板，4.支撑架，5.滑块，6.直线导轨，7.连接架架，8.关节轴承，9.力传感器，10.柔性打磨装置，11.自动换刀电主轴，12.夹持装置，13.打磨头。

具体实施方式

本发明的双执行器驱动的双执行器驱动的柔性打磨恒力控制装置，用于工业机器人对工件侧壁打磨加工，提高工件表面质量。

图1给出了本发明双执行器驱动的柔性打磨恒力控制装置的结构。包括底板3、直线导轨6、主调气缸1、微调气缸2和关节轴承8。底板3为基体，板面按照要求加工有不同孔形，用于气缸和直线导轨等部件的定位安装。主调气缸1与微调气缸2并列安装在底板3的中部，考虑空间问题气缸优选“单出型”，缸体固定，活塞运动。在打磨力调控过程中，主调气缸1实现大范围调控，微调气缸2实现精准调控。两个气缸均带有锁紧机构，可根据实际使用要求锁紧一个气缸实现单气缸控制。如果需要，可以在气缸侧壁增设与之相配的位移传感器，对活塞进行位移控制。