[发明专利]铰接臂机器人和借助于铰接臂机器人来切削加工工件的方法

说明书

本发明涉及一种铰接臂机器人(1)以及一种借助于所述铰接臂机器人(1)来加工工件的方法。所述铰接臂机器人(1)包括：基座(2)；工作头接纳部(7)；多个杠杆臂(3)，所述杠杆臂设置在所述基座(2)和所述工作头接纳部(7)之间，其中，所述杠杆臂(3)借助于转动铰接件(4)彼此耦联；和工作头(8)，所述工作头设置在所述工作头接纳部(7)中，其中，所述工作头(8)包括设置在主轴壳体(13)中的工作主轴(9)，所述工作主轴至少支承在所述主轴壳体(13)中的第一支承部位(14)和第二支承部位(15)上。在所述第一支承部位(14)和所述第二支承部位(15)上分别构成有用于检测径向力(17)的至少一个传感器(16)。在两个支承部位(14、15)中的至少一个上构成有用于检测轴向力(19)的至少一个传感器(18)。

技术领域

本发明涉及一种铰接臂机器人，以及一种借助于铰接臂机器人来加工工件的方法。

背景技术

从现有技术中已知铰接臂机器人，所述铰接臂机器人具有工作头，所述工作头具有接纳在主轴壳体中的工作主轴。加工刀具夹紧在所述工作主轴中。通过将加工刀具挤压到要加工的工件上来将力施加到铰接臂机器人上，铰接臂机器人由于所述力而轻微变形。由于铰接臂机器人的变形引起在加工工件时的不准确性。

EP 1696216 A1公开了一种铰接臂机器人，所述铰接臂机器人包括基座、工作头接纳部、多个杠杆臂，所述杠杆臂设置在基座和工作头接纳部之间，其中，所述杠杆臂借助于转动铰接件彼此耦联，并且每个转动铰接件构成有至少一个伺服马达，所述伺服马达用于调节在两个借助于相关的转动铰接件耦联的杠杆臂之间的角度。此外设有一种工作头，所述工作头设置在工作头接纳部上，其中，工作头包括设置在主轴壳体中的工作主轴，所述工作主轴至少支承在主轴壳体中的第一支承部位和第二支承部位上。此外规定，在伺服马达与相关的转动铰接件之间构成有传动装置。在所述传动装置中构成传动轴，其中，在传动轴的支承部位中设有传感器，所述传感器用于检测在传动轴中的扭矩和弯曲力矩。

发明内容

本发明的目的是，克服现有技术的缺点并且提供一种改进的铰接臂机器人，以及一种用于加工工件的改进的方法。

所述目的通过根据本发明所述的铰接臂机器人和借助于铰接臂机器人来切削加工工件的方法来实现。

根据本发明构成铰接臂机器人。铰接臂机器人包括：基座；工作头接纳部；多个杠杆臂，所述杠杆臂设置在所述基座和所述工作头接纳部之间，其中，所述杠杆臂借助于转动铰接件彼此耦联，并且每个转动铰接件构成有至少一个伺服马达，所述伺服马达用于调节在两个借助于相关的转动铰接件耦联的杠杆臂之间的角度；工作头，所述工作头设置在工作头接纳部中，其中，所述工作头包括设置在主轴壳体中的工作主轴，所述工作主轴至少支承在主轴壳体中的第一支承部位和第二支承部位上；计算单元，所述计算单元用于控制伺服马达。在第一支承部位和第二支承部位上分别构成用于检测径向力的至少一个第一传感器。在两个支承部位中的至少一个支承部位上构成有用于检测轴向力的至少一个第二传感器。计算单元构造用于基于借助于第一传感器检测到的径向力和借助于第二传感器检测到的轴向力来计算加工刀具对工件的挤压力。

根据本发明构成铰接臂机器人的优点在于，通过将传感器直接设置在支承部位中能够检测作用到加工刀具上的轴向负载、径向负载以及弯曲力矩。此外，设置在支承部位上的传感器具有高的检测精度，因为能够尽可能直接地测量所出现的力。在刀具中心点与传感器之间位于中间的部件的质量并且因此还有惯性是非常低的，因为在此仅涉及加工刀具本身和工作主轴。因为所述加工刀具和工作主轴具有低的质量，要考虑的质量惯性也是低的并且必要时能够一并考虑。

此外适宜的可以是，所述两个支承部位通过磁体支承件形成，并且所述传感器通过如下测量装置实现，所述测量装置用于确定在磁体支承件中的场强度并且用于检测工作主轴相对于主轴壳体的偏转。在此的优点是，借助于磁体支承件能够实现加工刀具的高的转速。此外，能够在磁体支承件中精确地确定所施加的力。