[发明专利]一种适用于机器人机加工的柔顺加工系统

说明书

本发明涉及一种适用于机器人机加工的柔顺加工系统，属于工业机器人磨削加工领域。该一种适用于机器人机加工的柔顺加工系统包括：工业机器人、高速电主轴、力控制系统、浮动打磨刀杆、机器人控制柜、主控制柜。所述系统中工业机器人带有柔顺加工系统对铣削及打磨加工过程中的受力可进行反馈，并调节机器人运动位姿；机器人通过快换带动高速电主轴做空间运动；高速电主轴可自动夹取浮动打磨刀杆，主控制柜通过机器人控制柜控制工业机器人、高速电主轴、力控制系统、浮动打磨刀杆。提高了机加工的工艺质量；浮动打磨刀杆系统结合机器人力控制系统，减少了力控制系统的误差，提高了机器人力反馈范围和调节精度，实现机器人铣、磨工艺的柔顺性加工。

技术领域

本发明涉及一种用于机器人打磨的浮动刀杆系统，属于工业机器人磨削加工领域。

背景技术

在制造领域，有很多零件需要在焊接、铸造、成型或加工后进行后处理，包括铣削、打磨，抛光及去毛刺。例如汽车行业的发动机缸体、缸盖、变速箱壳体、汽车轮毂；一般行业的卫浴五金；航空与能源行业的发动机叶片，涡轮叶片；3C行业的笔记本电脑、平板电脑、手机等。

由于机床受空间及价格所限，目前国内大部分工件去毛刺加工作业大多采用手工，或者使用手持气动，电动工具进行铣削、打磨，研磨，锉等方式进行去毛刺加工，容易导致产品不良率上升，效率低下，加工后的产品表面粗糙不均匀等问题。而且打磨的噪音和粉尘对人工有很大的健康危害。

随着工业机器人技术和产业的日渐成熟，厂家开始使用机器人安装电动或气动工具进行自动化打磨。与手工作业比较，机器人打磨能有效提高生产效率，降低成本，提高产品良率，但是由于机械臂刚性，定位误差等其他因素，采用机器人夹持电动，气动产品打磨针对不规则外形处理时容易出现断刀或者对工件造成损坏等情况发生。而且传统的铸件清理技术采用位置控制原理，因需要尽可能精确地确定机器人运行路径，编程工作复杂而耗时。传统技术尽管在理论上可获得恒定的研磨抛光质量，然而事实并不尽如人意，加工后的铸件往往前后品质不一，公差各不相同，难以获得稳定的工艺效果。

随着力控技术的发展，通过力控系统调节机器人位姿。但是，对于外形比较复杂，工件表面质量差、加工时工具与工件的角度不同的的情况下，受限于从力控反馈到机器人位姿调节时间较长，误差较大、仍无法满足实际加工要求。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明提供的一种适用于机器人机加工的柔顺加工系统，主要针对目前机器人机加工过程中，无法实现机器人及时补偿刀路误差、力控范围小、影响铣削、打磨精度的问题，提出了一种全新的机器人柔顺加工系统，让机器人可以及时调节刀路误差，避免刚性碰撞，提高打磨质量和效率。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种适用于机器人机加工的柔顺加工系统包括：机器人、工具快换端、力控制系统、高速电主轴、刀柄、浮动刀杆、磨盘，所述机器人通过工具快换端和力控制系统连接高速电主轴，高速电主轴一端安装有刀柄，刀柄通过浮动刀杆连接磨盘。

其中，所述浮动刀杆包括：刀杆外壳，刀柄连接杆，滚珠花键母，恒力弹簧，轴端盖、花键轴、刀具连接杆、螺钉、防松垫片、防退顶丝，所述刀杆外壳下方安装有刀柄连接杆通过防退顶丝将刀柄连接杆固定在刀杆外壳内，刀柄连接杆前端与滚珠花键母之间有花键轴，刀柄连接杆前端四周设置有恒力弹簧，所述刀具连接杆连接在滚珠花键母一端，轴端盖将滚珠花键母固定在刀杆外壳内，轴端盖，螺钉将轴端盖和刀杆外壳锁紧，螺钉与轴端盖之间设有防松垫片。

其中，所述高速电主轴自动夹取带浮动刀杆的刀柄。

其中，所述机器人通过快换带动电主轴做空间运动。

其中，所述机器人带有力控制系统对打磨过程中的受力可进行反馈，并调节机器人运动位姿。

其中，所述磨盘和刀柄间通过螺纹连接，磨盘、刀柄、铣刀间通过螺纹连接，所述铣刀安装在浮动刀杆上。