CN102105277B - 用于将刀具定位在不规则表面上的刀头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种将刀具定位在不规则表面上的刀头，其由刀架组件形成，所述刀架组件借助于支承元件(3)连接至机械手臂(4)，所述刀架组件设置有力传感器(2)和距离探测器(7)，它们形成控制系统以控制所述机械手臂(4)的操作以将关于加工表面定位所述刀具。

Description

用于将刀具定位在不规则表面上的刀头
技术领域
本发明涉及一种用于在大型表面上清理、抛光或类似操作的自动化加工。建议一种刀头，所述刀头意于被连接至机器人并且能够连续地控制刀具的位置，使其适应于加工表面，允许在整个表面上的操作都处于合适的状态以获得高效率的加工，而无需为所述表面建立特定的程序。
背景技术
在一些例如航空业、风能业和其他类似行业的行业中通常需要在具有不规则表面的大型部件上进行清理、抛光等表面加工，因而自动程序设计变得非常复杂，从而导致所述加工将人工完成，但是具有其固有的成本增加和人员风险等缺点。
发明内容
根据本发明，建议了一种刀架刀头，其借助于机械人进行表面加工，具有以下特征，即允许自动适应刀具的位置，以不变地保持其相对于加工表面的合适的加工位置。
本发明的刀头具有刀架板，刀架板借助于力感应器与支承部连接，以连接至机械手臂，所述刀架板在其中心位置具有球铰，借助于此支承工作的盘形刀具，以允许所述盘形刀具倾斜位置的改变以适应加工表面。
因此获得了这种配置，力感应器控制盘形刀具施加在加工表面的压力，生成用于控制机械手臂的关于操作推力的信息，以便使得盘形刀具施加在加工表面上的力保持恒定。
控制所述刀架板和盘形刀具之间相对位置的距离探测器同时引入到所述刀架板内，生成用于控制机械手臂的信息，基于上述信息修正位置，以便使得刀头相对于加工表面保持垂直。
在实际实施例中，提供了一种采用多个盘形刀具的刀架板，由此借助于加工表面上的局部区域而覆盖更大的表面；所述刀架板以铰接的方式紧固到支承部上以连接至机械手臂，并且被支承在动力缸上，所述动力缸根据作用在所述支承部上的压力进行操作以连接至机器人；这样，根据不同盘形刀具施加到加工表面上的压力分布，所述动力缸确定所述刀架板的位置，以便所有的盘形刀具施加相等的力到加工表面。
所述刀具还可以是与加工表面没有实际接触的类型，例如激光、热敏摄影机等，控制用于连接至机械人的所述支承部相对于加工表面的相对位置的距离探测器用于确定改变位置的动作，使得所使用的刀具施加的垂直于上述提到的加工表面的每个区域的撞击都保持恒定。
因此，本发明的刀头具有预期实际应用的绝对优势特征，获取其自身的特征和用于在不规则表面上自动加工的优选的特征。
附图说明
附图1为本发明的刀头的示意图；
附图2为应用在机械手臂端部的本发明的所述刀头的透视图；
附图3为前图中区域III的放大图；
附图4显示出一个应用的例子，用于根据本发明的理念适应与加工表面没有实际接触的刀具的工作位置；
附图5为根据实施例的刀头的透视图，其中，多个盘形刀具和刀架板以铰接的方式连接到支承部上，以连接至机械手臂；
附图6为根据前图实施例的刀头的剖面图。
具体实施方式
本发明的目的涉及一种刀架刀头，用于在不规则表面上以自动方式进行加工以精确地并且有效地进行加工，其中实施例允许根据加工表面每个区域的配置适应刀具的位置。
所述刀头包括板(1)，板(1)借助于力感应器(2)连接于支承部(3)上，以连接至机械手臂(4)。
在所述板(1)的中心位置还具有球铰(5)，盘形刀具(6)与球铰(5)连接，盘形刀具能够借助于上述球铰(5)变化位置直到15°的倾角，使其适应于加工表面。
从不同点控制盘形刀具(6)相对于上述板(1)的位置的距离探测器(7)也排列在板(1)中。
因而当盘形刀具(6)支承在加工表面上时，力感应器(2)控制所述支承的力，生成用于控制机械手臂(4)的信息，修正机械手臂(4)的推力，以便加工表面上的盘形刀具(6)的支承力保持恒定。
另外，距离探测器(7)控制盘形刀具(6)的位置，生成同样是用于控制机械手臂(4)的信息，基于所述信息修正定位，以便使得刀头相对于加工表面保持垂直。
根据其中一个实施例(图5和图6)，多个盘形刀具(6)布置于板(1)上，借助于盘形刀具(6)，工作表面上部分区域内的更大的表面被覆盖。
另外，具有多个盘形刀具(6)的所述板(1)借助于关节(11)与支承部(3)连接，相对于关节(11)，板(1)可以摆动变化倾角，支承在动力缸(12)上的所述板(1)根据作用于其上面的支承的压力进行操作。
用这种方式，当盘形刀具(6)施加在加工表面上的压力分配由于操作区域内的加工区域的不规则而不均衡时，动力缸(12)确认当时的环境，修正板(1)的位置，使其在关节(11)上摆动，以便盘形刀具(6)组件施加在加工表面上的压力均衡，这样，所有盘形刀具(6)的动作与作用于在加工表面上具有相同的效果。
根据本发明的目的，根据加工表面的配置适应刀具加工位置的控制理念同样应用在无需与加工表面发生实际接触的刀具(8)上，例如激光、热敏摄影机等，如附图4所示。
在这种情况下，与加工表面无接触的刀具(8)配置在支承部(3)上，以连接至机械手臂(4)，与此同时距离探测器(9)配置在所述支承部(3)，用于从不同点控制支承部(3)相对于加工表面(10)的位置，以便借助于所述距离探测器(9)提供的信息，通过机械手臂(4)进行位置修正，使得刀具(8)垂直地并且保持恒定的距离撞击在上述提到的加工表面(10)的操作区域。

Claims (4)

1.一种用于将刀具定位在不规则表面的刀头，该类型的刀头用于在不规则表面上执行加工刀具的自动跟踪，其特征在于：具有刀架组件，所述刀架组件包括支承部(3)以连接至机械手臂(4)，所述刀架组件具有刀架板(1)并且被提供有力感应器(2)和距离探测器(7)，所述距离探测器(7)控制盘形的所述刀具(6)相对于所述刀架板(1)的位置，生成用于控制机械手臂(4)的信息，基于所述信息修正刀头相对于加工表面的定位并且相对于加工表面保持垂直。
2.如权利要求1所述的用于将刀具定位在不规则表面的刀头，其特征在于：借助于所述力感应器(2)，所述刀架板(1)与所述支承部(3)连接以连接至所述机械手臂(4)，所述刀架板(1)的中心具有球铰(5)，而距离探测器(7)分布配置在其周围，盘形的所述刀具(6)与所述球铰(5)连接，由于所述球铰(5)的作用，所述盘形的所述刀具(6)适应于所述加工表面，根据所述力感应器(2)和所述距离探测器(7)提供的信息，借助于所述机械手臂(4)而改变作用在所述加工表面上的推力的大小和位置。
3.如权利要求2所述的用于将刀具定位在不规则表面的刀头，其特征在于：由所述力感应器(2)和所述距离探测器(7)提供的信息被用于控制所述机械手臂(4)追踪所述加工表面上的加工刀具。
4.如权利要求1所述的用于将刀具定位在不规则表面的刀头，其特征在于：所述刀架板(1)采用多个盘形的所述刀具(6)，所述刀架板(1)通过关节(11)与所述支承部(3)连接以连接至机械手臂(4)，并且被支承在动力缸(12)上，动力缸(12)操作以根据加工表面上的不同刀具(6)的支承力的分布修正所述刀架板(1)的位置。
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