[实用新型]一种机器人抛磨力控末端执行器

说明书

本实用新型公开了一种机器人抛磨力控末端执行器，包括旋转部分、直线运动部分、打磨头部分。执行器采用气动马达为动力源，有效的减小了执行器的总质量。避免使用联轴器从而降低了机构的复杂性，结构更加的紧凑。气动马达的旋转运动通过主轴传递给滚珠花键，滚珠花键将旋转运动传递给打磨头部分。由于滚珠花键具有传递扭矩而又不“紧”连接的作用，这就使得打磨头的两个自由度在滚珠花键处实现了机械解耦。与执行器和宏机器人系统的连接在执行器的顶端实用新型相比而言，本实用新型有效的减小了抛磨表面的倾覆力矩，提高了抛磨的质量。本方案可实现抛磨工具力、抛磨转速等重要的抛磨参数控制，执行器结构简单、质量小，力控精度高，响应速度快。

技术领域

本实用新型涉及自动化设备及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人抛磨力控末端执行器。

背景技术

随着工业机器人的快速发展，其在各工业领域的应用越来越广泛。一些接触式作业场合，要求工业机器人具有对接触力的感知与控制能力，以达到精密操作的要求，例如，磨削、抛光和装配作业等。在进行磨抛作业时，加工工具随着使用而发生磨损，产生表面位置误差，使接触力发生变化，进而影响加工效果。因此，实现工具与工件的恒力接触对工业机器人在接触式作业中的应用有着重要的实践意义。

打磨作为接触作业的典型例子，需要对打磨系统实现柔顺控制。机器人在特定接触环境操作时对可以产生任意作用力柔性的高要求和机器人在自由空间操作时对位置伺服刚度及机械结构刚度的高要求之间的矛盾。机器人能够对接触环境顺从的这种能力被称为柔顺性。柔顺性分为主动柔顺性和被动柔顺性两类。机器人凭借一些辅助的柔顺机构,使其在与环境接触时能够对外部作用力产生自然顺从,称为被动柔顺性；机器人系统利用力的反馈信息采用一定的控制策略去主动控制作用力,称为主动柔顺性。被动柔顺的方法是：被动柔顺机器人去毛刺，通常是知道工件的3D模型，工件在夹具上固定好位置，机器人末端抛磨工具走工件轮廓，通过工具头的高速旋转达到去除材料的目的，一般没有力控制，也就是说目前大部分打磨案例是通过直接编程实现的。这种方法不能做到碰到切削量大的时候自动降速和变轨。目前被动柔顺的实现方式主要有两种：其一，机器人夹持工件，通过砂带的张紧程度来调节打磨力；其二，机器人夹持工具，工具柔顺采用机械式弹簧实现被动柔顺。主动柔顺从大的方面来分有两种方式，其一，由机器人的控制器实现，代表方法有力/位混合控制的方法。由于该方法需要同时实现力和位置的控制，存在力/位耦合，因而实现较为复杂；其二，基于末端工具的主动力控制。总体上来说，用算法由机器人的控制器实现阻抗控制和力/位混合控制响应速度慢，算法稳定性较差，难以实现工业生产。

以上说明了接触式作业抛光打磨中力控制的技术背景。不难发现在当前技术背景下，开发机器人抛磨力控末端执行器是实现机器人抛磨系统主动柔顺抛磨的合理途径。因此，现有技术需要进一步改进和完善。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种机器人抛磨力控末端执行器。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

一种机器人抛磨力控末端执行器，所述末端执行器主要包括用于打磨工件的打磨头部、驱动打磨头部转动的旋转部、以及驱动打磨头部进给的直线运动部。所述旋转部与机械臂连接，其输出端穿过直线运动部后与打磨头部传动连接。

具体的，所述旋转部包括气动马达、马达支架、L型连接件、主轴、键、以及轴承组件。所述L型连接件的一侧与打磨机械臂固定连接，气动马达通过马达支架固定安装在L型连接件的另一侧上。所述主轴的一端通过所述键与气动马达输出端传动连接，另一端与打磨头部连接。所述轴承组件安装在L型连接件上，其内圈与主轴过盈配合。