[发明专利]用于棒材缺陷修磨机器人的前端集成

说明书

本发明公开了一种用于棒材缺陷修磨机器人的前端集成，包括安装法兰、力位执行器、浮动磨头、伺服电机、视觉系统、控制器，所述力位执行器上端通过所述安装法兰与机器人的活动端固定、下端固定所述伺服电机，所述浮动磨头固定在所述伺服电机的输出轴上，所述视觉系统固定在所述安装法兰上，用于识别和定位棒材的表面缺陷，所述力位执行器、伺服电机、视觉系统分别与所述控制器信号关联。本发明的优点是：采用基于力位执行器的浮动修磨结构，精确控制修磨深度和轨迹，提高修磨精度。同时，通过视觉系统准确识别和定位棒材表面缺陷，集成度高，便于提升修磨效率。

技术领域

本发明涉及一种用于棒材缺陷修磨机器人的前端集成，尤其是一种用于冶金制造的机器人前端集成系统，属于机器人前端集成的技术领域。

背景技术

目前，冶金制造企业生产实践中，棒材在经过表面探伤后，如存在表面缺陷，如凹陷、裂纹等，需要经过表面处理合格后才能入库。常见的修磨方式主要有以下两种：1、人工使用手持磨光机完成。该方式修磨深度不可控、表面质量不高，修磨后的圆棒无法达到探伤和表面质量检验要求，只能作为二等品销售，而且效率较低，劳动强度大、对人体具有粉尘伤害；2、采用移动台架配合固定磨头进行整体剥皮，这方式缺乏局部缺陷的识别手段，不能进行局部修磨，无法实现对于修磨深度的精确控制，修磨量较大、修磨精度低，修磨后的圆棒只能降规格等级销售。

发明内容

发明目的：针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于棒材缺陷修磨机器人的前端集成，精确控制修磨深度和轨迹，提高棒材表面处理质量。

技术方案：一种用于棒材缺陷修磨机器人的前端集成，包括安装法兰、力位执行器、浮动磨头、伺服电机、视觉系统、控制器，所述力位执行器上端通过所述安装法兰与机器人的活动端固定、下端固定所述伺服电机，所述浮动磨头固定在所述伺服电机的输出轴上，所述视觉系统固定在所述安装法兰上，用于识别和定位棒材的表面缺陷，所述力位执行器、伺服电机、视觉系统分别与所述控制器信号关联。

本发明的原理是：使用时，控制器先信号控制视觉系统进行棒材缺陷的识别和定位，之后，再信号控制伺服电机启动，并信号控制机器人驱动浮动磨头接近该缺陷点，进行修磨。由于安装了力位执行器，修磨时，控制器可通过其内置的压力传感器时刻检测浮动磨头的压力，使其保持恒力进行修磨，实时控制修磨深度，避免将棒材表面打磨成兰紫色，同时，控制器可通过力位执行器内置的位移传感器信号控制浮动磨头沿设定的轮廓进行打磨并记录打磨轨迹，提高磨削精度。

进一步，所述浮动磨头包括磨具、轴承压紧套、角接触轴承、过渡法兰，所述磨具、角接触轴承相邻的套设在所述伺服电机的输出轴上，所述角接触轴承邻近所述伺服电机，所述轴承压紧套套设在所述角接触轴承上，所述过渡法兰套设在所述轴承压紧套上，且其端部与所述伺服电机固定，以形成更加稳定的磨削加工结构。

进一步，所述磨具包括相邻的套设在所述伺服电机输出轴上的精磨砂轮、粗磨砂轮，以利用同一个机器人前端结构进行粗磨和精磨，提高修磨效率。

进一步，所述粗磨砂轮邻近所述角接触轴承，所述精磨砂轮固定在所述伺服电机输出轴的端部上，且所述精磨砂轮的直径大于所述粗磨砂轮的直径，以进一步优化磨具结构。

进一步，还包括测距辊轮，所述测距辊轮通过耳座与所述伺服电机固定，所述测距辊轮与所述力位执行器设置于所述伺服电机的一组相对侧。测距时，滚轮接近并抵靠棒材后，力位执行器内置的压力传感器检测到压力变化，从而检测到棒材的位置，同时，滚轮可从轴向和周向沿棒材表面滚动测距，从而精确定位需要修磨的位置。

优选的，所述测距辊轮、伺服电机输出轴、安装法兰之间轴向相互垂直。