[发明专利]机器人用伸缩式恒力补偿打磨砂带机

说明书

本发明公开了一种机器人用伸缩式恒力补偿打磨砂带机，包括：伸缩臂、安装于伸缩臂的一端以与工件相接触的接触轮、安装于伸缩臂上的张紧机构、安装于张紧机构末端的张紧轮、安装于伸缩臂上的恒力补偿机构、中心轴固定的砂带驱动轮、以及依次缠绕于砂带驱动轮、接触轮及张紧轮上的砂带。本发明的伸缩补偿部分重量很轻，运动惯性很小，反应灵敏、动作灵活，利于控制打磨姿态及打磨精度，张紧机构对砂带的张紧作用力不会影响浮动作用力，有效避免了恒力控制过程中的外力干扰，可根据需要设计为固定砂带机或者能被机器人抓取的活动砂带机。

技术领域

本发明属于工件加工领域，具体为一种机器人用打磨砂带机。

背景技术

随着生产技术的不断发展以及产品功能的需要，工件的外形越来越复杂，如航空叶片、发动机曲轴、发动机外壳、车辆轮毂、精密铸造件等等，传统的机械加工设备很难完成对此类工件的磨削、抛光等工作，目前的加工工艺基本还都处于人工操作的水平。由于操作工人的技术水平相差比较大，同时又很容易受到各方面因素的影响，产品的加工质量非常不稳定，并且存在生产效率低下，加工成本高昂的缺陷。近年来劳动力短缺，人工打磨抛光工作的环境又非常恶劣，工人流失严重，严重制约了产品规模的扩大化以及质量的提高，因此迫切地需要有一种能够对此类产品实现自动化加工的设备。

机器人打磨技术的出现为此类工件的打磨提供了解决途径，不过机器人仅仅是运动执行机构，它只能根据事先设定好的路径进行运动，这就需要机器人与工件之间保持理想的空间位置状态。机器人本身绝对精度较差，而工件由于加工制造水平，也难以避免存在加工尺寸偏差，尤其对于表面复杂的工件，机器人也就需要同样复杂的机器人轨迹来保证打磨头与工件接触，机器人刚性又比较差，微小的空间姿态偏差都会导致打磨接触力的急剧变化，最终导致出现过打磨或者欠打磨，难以取得良好的工件表面。因此再利用机器人进行打磨加工的过程中都需要有一定的方法去克服上述不足。

如图1所示，不具备补偿功能或者补偿功能不够灵敏的打磨工具为了保持工具T与工件表面S之间的接触，机器人的行走路径R需要极为接近工件表面的形状，这就需要大量的路径点来形成机器人的运行轨迹。

因此，恒力补偿技术就是专门为弥补机器人的精度、刚度不足带来的打磨加工问题。该技术可以实现打磨头与工件接触后以恒定的压力压紧在工件表面，并在一定尺寸范围内自由伸缩或者摆动。

由此，提供一种反应灵敏、加工精度高的机器人用伸缩式恒力补偿打磨砂带机成为业内急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种机器人用伸缩式恒力补偿打磨砂带机，其不仅反应灵敏、动作灵活，而且打磨精度高、可控性强。

为了实现上述目的，本发明提供了一种机器人用伸缩式恒力补偿打磨砂带机，包括：伸缩臂、安装于伸缩臂的一端以与工件相接触的接触轮、安装于伸缩臂上的张紧机构、安装于张紧机构末端的张紧轮、安装于伸缩臂上的恒力补偿机构、中心轴固定的砂带驱动轮、以及依次缠绕于砂带驱动轮、接触轮及张紧轮上的砂带。

可选择地，张紧机构的张紧方向与伸缩臂的轴线相平行，在伸缩臂做伸缩补偿运动时，张紧机构跟随伸缩臂一同运动。

可选择地，张紧机构设于伸缩臂的末端，恒力补偿机构位于接触轮与张紧机构之间。

本发明还提供了一种机器人用伸缩式恒力补偿打磨砂带机，包括：伸缩臂、安装于伸缩臂的前端以与工件相接触的接触轮、安装于伸缩臂的末端的活动导向轮、安装于伸缩臂中段的张紧机构、安装于张紧机构末端的张紧轮、安装于伸缩臂上并位于接触轮与活动导向轮之间的恒力补偿机构、中心轴固定的砂带驱动轮、以及缠绕于砂带驱动轮、接触轮、张紧轮及活动导向轮上的砂带，其中，张紧机构的张紧方向垂直于伸缩臂的轴线，在伸缩臂做伸缩补偿运动时，张紧机构跟随伸缩臂一同运动。

优选地，当张紧机构安装于伸缩臂中段时，张紧机构垂直于伸缩臂。