[发明专利]一种实现精确力控制的刻线装置、方法及系统

说明书

本发明公开了一种实现精确力控制的刻线装置、方法及系统，包括基座、多臂驱动机构、刻线机构、力传感器、编码器组件、控制器和刻力计算模块；多臂驱动机构与基座固定连接，多臂驱动机构上固定连接力传感器、编码器组件和刻线机构；基座的内部设置控制器，控制器分别与力传感器和编码器组件电联；刻力计算模块与控制器通过无线网络连接。本发明引入力伺服控制，保证在进行刻线时刻，刻线机构与工件之间的接触力处于相等且等于预设的绘制刻线最优值，保证了刻线绘制的清晰度以及均匀性，保证关节角度受控且精准，极大提高了精度，降低了误差，还降低了人的劳动强度，极大解放了生产力，解决了刻线存在较大误差影响后续加工精度的问题。

技术领域

本发明属于机械臂刻线技术领域，涉及一种实现精确力控制的刻线装置、方法及系统。

背景技术

在机械制造及加工过程中，画刻线到目前为止仍由金工师傅使用工具绘制，实际操作中由于工人经验差异、使用刻线尺时观察产生的误差、复杂表面对刻线尺的影响等多种因素，同一批零件刻线精度和清晰度常常各不相同。为了提高刻线精度清晰度同时提高刻线绘制效率最大程度解放人力，结合当前现代化工厂中机械臂功能强大且普遍具备的现象，发明了一种能实现精确力控制的高精度刻线装置。

专利CN102506667A同样为刻线装置，其目的同样为提高刻线精度但解决方案是从改善刻线工具入手，但其实在刻线绘制过程中造成误差最严重处在于人工操作的不确定性，本设计使用机械臂代替了人工，加之以力控制从而实现高精度绘制刻线。

利用常见的机械臂示教程序。现市面上大多数机械臂都有其示教程序，即通过人工摆放机械臂的位置和过程生成控制程序，这种方法简单但是不利于精度的提高。本发明主要为了解决目前机械加工中零件绘制刻线仍由工人持工具完成，导致所绘制的刻线存在较大误差影响后续加工精度的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种实现精确力控制的刻线装置、方法及系统。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种实现精确力控制的刻线装置，包括基座、多臂驱动机构、刻线机构、力传感器、编码器组件、控制器和刻力计算模块；

所述多臂驱动机构与基座固定连接，多臂驱动机构上固定连接力传感器、编码器组件和刻线机构；

所述基座的内部设置控制器，所述控制器分别与力传感器和编码器组件电联；

所述刻力计算模块与控制器通过无线网络连接。

本发明的进一步改进在于：

所述多臂驱动机构包括第一驱动臂、第二驱动臂和第三驱动臂；

所述第一驱动臂一端与基座固定连接，另一端与第二驱动臂的一端固定连接，第二驱动臂的另一端与第三驱动臂一端相连；

所述第三驱动臂的另一端固定连接力传感器和刻线机构。

所述编码器组件包括第一编码器、第二编码器、第三编码器和第四编码器；

所述第一编码器与第三驱动臂相连，所述第二编码器设置在第二驱动臂与第三驱动臂的连接处，所述第三编码器设置在第一驱动臂和第二驱动臂的连接处，所述第四编码器设置在基座的一侧。

所述刻线机构包括刻座和刻针，所述刻座的一端与力传感器相连，另一端与刻针相连。

所述基座的底部连接支撑板，所述支撑板上设置定位加紧机构。

所述基座、支撑板和定位加紧装置上分别开设若干组相对应的通孔，用于调整固定位置。

所述定位加紧装置上可拆卸的连接定位块，用于固定工件。

一种实现精确力控制的刻线方法，包括以下步骤：