CN104924213B - 抛光轮补偿机构及其补偿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抛光轮补偿机构及其补偿方法，包括机座、主轴电机、抛光轮、X轴移动装置、Y轴移动装置、力传感器、位移检测系统及主控系统，X轴、Y轴移动装置能够分别驱动主轴电机沿X轴、Y轴移动，抛光轮能够通过X轴或Y轴移动装置移动至与力传感器相抵触，位移检测系统检测抛光轮的位移ΔR，抛光点与X轴的夹角为θ，X轴补偿量ΔX=ΔR*cosθ；Y轴补偿量ΔY=ΔR*sinθ；X轴移动装置和Y轴移动装置分别根据ΔX、ΔY移动抛光轮，即可将抛光轮移动至抛光点，可以实时自动快速补偿，免人工调速，提高抛光的工作的效率，保证抛光的质量，并可将抛光轮补偿至任意位置，适用范围广、实用性高。
Description
技术领域
本发明涉及一种抛光轮补偿机构及其补偿方法。
背景技术
随着人们对产品外形和表面质量要求的提高，在产品精加工过程中，经常采用抛光加工。机器人抛光系统等数控抛光系统，使用编程控制，实现抛光自动化作业，它不仅改善了工人的工作条件及提高生产效率，而且加工后工件的表面质量及一致性大大提高。抛光轮一般由多层帆布或者毡布层叠起来，缝合而成，具有很强的柔性。
但是在抛光作业中，抛光轮会出现磨损，当磨损到一定量时，抛光轮不再与工件接触，而机器人抛光系统等数控抛光系统也无法预算到抛光轮的磨损状况，使得抛光作业无法正常进行，通常需要人手调整抛光轮或重新设定机器人抛光系统等数控抛光系统的程序，操作非常的麻烦，影响抛光的效率。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种抛光轮补偿机构及其补偿方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
抛光轮补偿机构，包括机座、主轴电机、抛光轮、X轴移动装置、Y轴移动装置、力传感器、位移检测系统及主控系统，所述抛光轮设置在主轴电机上，所述X轴移动装置和Y轴移动装置能够分别驱动主轴电机沿X轴、Y轴移动，所述抛光轮能够通过X轴移动装置或Y轴移动装置移动至与力传感器相抵触，所述位移检测系统能够检测抛光轮移动至与力传感器相抵触时的位移，位移检测系统将该位移信息反馈至主控系统，主控系统能够根据位移信息计算抛光轮的X轴、Y轴补偿量，并将该补偿量转换成驱动信号传输至X轴移动装置、Y轴移动装置，X轴移动装置、Y轴移动装置根据驱动信号带动抛光轮移动。
所述X轴移动装置固定设置在机座上，其包括X轴电机、X轴滑轨组件、X轴丝杆装置、X轴电机驱动系统，所述X轴滑轨组件上设置有立架，所述X轴电机通过X轴丝杆装置与立架连接，所述Y轴移动装置设置在立架上，所述主轴电机设置在Y轴移动装置上。
所述Y轴移动装置包括固定在立架上的Y轴电机、Y轴滑轨组件、Y轴丝杆装置、Y轴电机驱动系统，所述主轴电机通过一主轴座设置在Y轴滑轨组件上，所述Y轴电机通过Y轴丝杆装置与主轴座连接。
所述力传感器固定设置在立架上，所述抛光轮能够通过Y轴移动装置移动至与力传感器相抵触，所述Y轴电机为步进电机或伺服电机，所述位移检测系统通过检测步进电机或伺服电机的转动量及Y轴丝杆装置的参数来计算抛光轮的位移量。
抛光轮补偿机构的补偿方法，包括：通过X轴移动装置或Y轴移动装置将抛光轮移动至与力传感器相抵触，当抵触压力达到力传感器设定的触发数值，测定抛光轮的位移ΔR，测定抛光点与X轴的夹角θ；
计算X轴补偿量ΔX，ΔX=ΔR*cosθ；
计算Y轴补偿量ΔY，ΔY=ΔR*sinθ；
X轴移动装置和Y轴移动装置分别根据ΔX、ΔY移动抛光轮。
力传感器的触发数值根据不同的抛光轮材质及不同的抛光工件而设定。
本发明的有益效果是：抛光轮补偿机构，包括机座、主轴电机、抛光轮、X轴移动装置、Y轴移动装置、力传感器、位移检测系统及主控系统，所述抛光轮设置在主轴电机上，所述X轴移动装置和Y轴移动装置能够分别驱动主轴电机沿X轴、Y轴移动，所述抛光轮能够通过X轴移动装置或Y轴移动装置移动至与力传感器相抵触，所述位移检测系统能够检测抛光轮移动至与力传感器相抵触时的位移ΔR，抛光点与X轴的夹角为θ， X轴补偿量ΔX =ΔR*cosθ； Y轴补偿量ΔY =ΔR*sinθ；X轴移动装置和Y轴移动装置分别根据ΔX、ΔY移动抛光轮，即可将抛光轮移动至抛光点，可以实时自动快速补偿，免人工调速，提高抛光的工作的效率，保证抛光的质量，并可将抛光轮补偿至任意位置，适用范围广、实用性高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的内部结构示意图；
图3是本发明的抛光轮补偿示意图。
具体实施方式
参照图1至图3，图1至图3是本发明一个具体实施例的结构示意图，如图所示，抛光轮补偿机构，包括机座1、主轴电机2、抛光轮3、X轴移动装置、Y轴移动装置、力传感器6、位移检测系统及主控系统，所述主控系统为一微处理器，在本实施例中，抛光轮补偿机构还配置有能够部分包裹抛光轮的外罩10及排尘漏口11，防止粉尘外露，所述抛光轮3设置在主轴电机2上并通过主轴电机2带动转动进行抛光作业，所述X轴移动装置和Y轴移动装置能够分别驱动主轴电机2沿X轴、Y轴移动，所述抛光轮3能够通过X轴移动装置或Y轴移动装置移动至与力传感器6相抵触，所述位移检测系统能够检测抛光轮3移动至与力传感器6相抵触时的位移，该位移量即为抛光轮3磨损半径ΔR，位移检测系统将该位移信息ΔR反馈至主控系统，主控系统根据位移信息ΔR计算抛光轮3的X轴补偿量ΔX、Y轴补偿量ΔY，并将该补偿量转换成驱动信号传输至X轴移动装置、Y轴移动装置，X轴移动装置、Y轴移动装置根据ΔX、ΔY，带动抛光轮3分别沿X轴、Y轴移动ΔX、ΔY，抛光轮即可移动补偿至设定的抛光位置。
作为优选的，如图1、图2所示，所述X轴移动装置固定设置在机座1上，其包括X轴电机41、X轴滑轨组件42、X轴丝杆装置43、及X轴电机驱动系统，所述X轴滑轨组件42上设置有立架44，所述X轴电机41通过X轴丝杆装置43与立架44连接，所述Y轴移动装置设置在立架44上，所述主轴电机2设置在Y轴移动装置上，立架44上还设置有一抛光蜡12，通过Y轴移动装置可移动抛光轮3至抛光蜡12处，进行打蜡；所述Y轴移动装置包括固定在立架44上的Y轴电机51、Y轴滑轨组件52、Y轴丝杆装置53、Y轴电机驱动系统，所述主轴电机2通过一主轴座21设置在Y轴滑轨组件52上，所述Y轴电机51通过Y轴丝杆装置53与主轴座21连接。
在本实施例中，所述力传感器6固定设置在立架44上，所述抛光轮3能够通过Y轴移动装置移动至与力传感器6相抵触，所述Y轴电机51和包括X轴电机41为步进电机或伺服电机，所述Y轴电机驱动系统和X轴电机驱动系统为步进电机或伺服电机驱动系统，步进电机或伺服电机驱动系统由主控系统控制，所述位移检测系统通过步进电机或伺服电机驱动系统检测步进电机或伺服电机的转动量及Y轴丝杆装置53的参数来计算抛光轮3的位移量，当然，在具体实施过程中，位移检测系统还可通过光栅电子尺、激光测距等装置实现抛光轮3的位移量的检测，在此不作详述。
基于上述抛光轮补偿机构的抛光轮补偿方法，包括：
通过Y轴移动装置将抛光轮3移动至与力传感器6相抵触，当抵触压力达到力传感器6设定的数值，位移检测系统测定抛光轮3的位移ΔR，测定抛光点与X轴的夹角θ，该位移量ΔR即为抛光轮3磨损半径ΔR，位移检测系统将该位移信息ΔR反馈至主控系统，主控系统根据位移信息ΔR计算抛光轮3的X轴补偿量ΔX、Y轴补偿量ΔY，ΔX=ΔR*cosθ，ΔY=ΔR*sinθ；
主控系统将该补偿量转换成驱动信号传输至X轴移动装置、Y轴移动装置，X轴移动装置、Y轴移动装置根据ΔX、ΔY，带动抛光轮3分别沿X轴、Y轴移动ΔX、ΔY，抛光轮即可移动补偿至设定的抛光位置，可以实时自动快速补偿，免人工调速，提高抛光的工作的效率，并保证抛光的质量。
抛光工作时，为保持加工工具和工件之间的接触，得到高质量的抛光效果，理想的状态是恒力抛光，通常机器人柔性抛光系统抛光工作时采用直接或者间接力控制实现恒力抛光，直接控制抛光轮与工件之间的接触力，该接触力是根据不同材质的抛光轮及不同的抛光工件而设定的，在本发明中，所述力传感器6的触发数值大致与抛光接触力相同，根据不同的抛光轮材质及不同的抛光工件而设定，通过该力传感器6，可避免抛光轮柔性或弹性材质对位移量测定的影响，能够实时、准确的反映抛光轮的磨损量。
在本发明中，所涉及的X轴、Y轴为直角坐标系，该类直角坐标系类似于机加工设备如铣床、钻床，加工中心等的坐标系，在此不作详述。
在本发明中，抛光点与X轴的夹角θ，为一已知数值，该数值在设定抛光系统时即已根据工件的抛光位置而设定好，基于本发明，可以将抛光轮补偿至任意位置，提高本发明的适用范围及实用性。
以上对本发明的较佳实施进行了具体说明，当然，本发明还可以采用与上述实施方式不同的形式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下所作的等同的变换或相应的改动，都应该属于本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.抛光轮补偿机构，其特征在于：包括机座（1）、主轴电机（2）、抛光轮（3）、X轴移动装置、Y轴移动装置、力传感器（6）、位移检测系统及主控系统，所述抛光轮（3）设置在主轴电机（2）上，所述X轴移动装置和Y轴移动装置能够分别驱动主轴电机（2）沿X轴、Y轴移动，所述抛光轮（3）能够通过X轴移动装置或Y轴移动装置移动至与力传感器（6）相抵触，所述位移检测系统能够检测抛光轮（3）移动至与力传感器（6）相抵触时的位移，位移检测系统将该位移信息反馈至主控系统，主控系统能够根据位移信息计算抛光轮（3）的X轴、Y轴补偿量，并将该补偿量转换成驱动信号传输至X轴移动装置、Y轴移动装置，X轴移动装置、Y轴移动装置根据驱动信号带动抛光轮移动。
2.根据权利要求1所述的抛光轮补偿机构，其特征在于：所述X轴移动装置固定设置在机座（1）上，其包括X轴电机（41）、X轴滑轨组件（42）、X轴丝杆装置（43）、X轴电机驱动系统，所述X轴滑轨组件（42）上设置有立架（44），所述X轴电机（41）通过X轴丝杆装置（43）与立架（44）连接，所述Y轴移动装置设置在立架（44）上，所述主轴电机（2）设置在Y轴移动装置上。
3.根据权利要求2所述的抛光轮补偿机构，其特征在于：所述Y轴移动装置包括固定在立架（44）上的Y轴电机（51）、Y轴滑轨组件（52）、Y轴丝杆装置（53）、Y轴电机驱动系统，所述主轴电机（2）通过一主轴座（21）设置在Y轴滑轨组件（52）上，所述Y轴电机（51）通过Y轴丝杆装置（53）与主轴座（21）连接。
4.根据权利要求3所述的抛光轮补偿机构，其特征在于：所述力传感器（6）固定设置在立架（44）上，所述抛光轮（3）能够通过Y轴移动装置移动至与力传感器（6）相抵触，所述Y轴电机（51）为步进电机或伺服电机，所述位移检测系统通过检测步进电机或伺服电机的转动量及Y轴丝杆装置（53）的参数来计算抛光轮（3）的位移量。
5.抛光轮补偿机构的补偿方法，其特征在于：包括：通过X轴移动装置或Y轴移动装置将抛光轮（3）移动至与力传感器（6）相抵触，当抵触压力达到力传感器（6）设定的触发数值，测定抛光轮（3）的位移ΔR，测定抛光点与X轴的夹角θ；
计算X轴补偿量ΔX，ΔX=ΔR*cosθ；
计算Y轴补偿量ΔY，ΔY=ΔR*sinθ；
X轴移动装置和Y轴移动装置分别根据ΔX、ΔY移动抛光轮（3）。
6.根据权利要求5所述的抛光轮补偿机构的补偿方法，其特征在于：力传感器（6）的触发数值根据不同的抛光轮材质及不同的抛光工件而设定。
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