CN105751236A - 打磨机器人柔性连接装置 - Google Patents

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白殿春
孙柏青
苏笑滢
杨俊友
杨光
张守先
李佳晋
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    • B25J11/0065—Polishing or grinding

Abstract

一种打磨机器人柔性连接装置，该装置包括打磨头、电机、下端法兰盘、支撑轴、上端法兰盘、外套筒和阻尼器；当被加工件的抛光力大于某阈值抛光力时，打磨机器人向后移动，实现了自我调节的功能。本发明结构简单，成本低廉，既避免了刀具与工件的刚性接触，又提高了打磨的工作效率。

Description

打磨机器人柔性连接装置
技术领域
本发明涉及工业机器人技术领域，尤其涉及一种打磨机器人柔性连接装置。
背景技术
工业机器人,一般指的是在工厂车间环境中,配合自动化生产的需要,代替人来完成材料或零件的搬运、加工、装配等操作的一种机器人。工业机器人常用于焊接、喷漆、上下料和搬运。工业机器人延伸和扩大了人得手足和大脑功能,它可以代替人从事危险、有害、有毒、低温和高热等恶劣环境中工作；代替人完成繁重、单调的重复劳动,提高劳动生产率,保证产品质量。
随着人们对产品外形和表面质量要求的不断提高，在产品的加工过程中，需要采用打磨抛光加工。目前国内大部分厂家的铸件、塑料件、钢制品等材质工件去毛刺到多采用手工，或者使用手持气动、电动工具进行打磨不仅费时费力，而且效率低下，而且产品均一性差，精度不高。并且也有人开始使用机器人安装打磨工具进行自动化打磨，有效地提高机器人去毛刺的生产效率，提高产品抛光精度。机器人抛光系统使用机器人离线编程技术，集标定、生产、检测与一体，它不仅改善了工人的工作条件、提高生产效率，而且被加工工件表面质量及均一性也大大提高。但是由于机械臂刚性和定位误差等因素，很难通过位置控制实现作业工具与工件接触那一瞬间的无碰撞接触，在打磨抛光过程中容易造成刀具与工件的损坏，进而影响工件的打磨质量和成品率。如果采用传统刚性的方法对零件进行打磨，势必无法保证打磨质量。
发明内容
发明目的：
本发明提供一种打磨机器人柔性连接装置，其目的是解决以往所存在的问题。
技术方案：
一种打磨机器人柔性连接装置，其特征在于：该装置包括打磨头、电机、下端法兰盘、支撑轴、上端法兰盘、外套筒和阻尼器；阻尼器一端通过调整螺塞固定在上端法兰盘上，阻尼器另一端通过调整螺塞固定在下端法兰盘上；支撑轴一端固定在下端法兰盘上另一端贯穿设置在上端法兰盘上并能与上端法兰盘形成轴向相对直线运动，支撑轴套有减震弹簧；电机与电机固定转置连接，打磨头与电机的输出轴相连；外套筒套在装置外部，并固定在上端法兰盘上。
电机安装在电机防护罩内部。
外套筒套在整个装置外部用来防止铁屑污染，并固定在上端法兰盘上。
在上端法兰盘内还通过轴承座螺钉固装有直线轴承，支撑轴穿过直线轴承。
支撑轴一端设有防止支撑轴从上端法兰盘内脱出的端块。
端块为多棱柱体结构，上端法兰盘上设置有用于支撑轴连接的防转开槽，该防转开槽沿上端法兰盘轴向分为内外两部分，内槽壁为与支撑轴相适应的圆柱状，外槽壁为与端块相适应的多棱柱面。
在上端法兰盘上还设置有上端连接件，在连接件的一侧焊接的支架上固定有磁栅传感器，并在支撑轴的端块1上固定磁栅尺。
支撑轴数量为多个支撑轴均匀的分布在上端法兰盘上，即，支撑轴的轴心与上端法兰盘的轴心连线距离相同，且相邻的两条连线的夹角相等。
支撑轴数量为四个，四个支撑轴均匀的分布在上端法兰盘上，即，支撑轴的轴心与上端法兰盘的轴心连线相同，且相邻的两条连线的夹角呈90度。
优点及效果：
本发明是一种打磨机器人柔性连接装置，其可以更好的适应作业环境的变化，并在抛光加工过程中，保持抛光轮与工件接触点的位置和线速度始终不变，实现作业工具与工件之间的柔性接触，获得理想的打磨抛光效果。
具体优点效果如下：该柔性连接装置是打磨机器人的一个附件。通过弹簧和阻尼杆的配合使用，有效吸收了工件表面凹凸不平所造成的震动，安装的磁栅传感器可使抛光轮与工件接触点的位置和线速度始终保持不变。当被加工件的抛光力大于某阈值抛光力时，打磨机器人向后移动，实现了自我调节的功能。本发明结构简单，成本低廉，既避免了刀具与工件的刚性接触，又提高了打磨的工作效率。
附图说明
图1为本发明提供的打磨机器人柔性连接装置的整体结构分解图；
图2为本发明提供的打磨机器人柔性连接装置的整体结构示意图；
图3为本发明提供的打磨机器人柔性连接装置中上端法兰盘结构示意图；
图4为本发明提供的打磨机器人柔性连接装置中支撑杆结构示意图；
图中所示：1打磨头，2电机防护罩，3末端法兰盘，4电机，5电机固定连接装置，6下端法兰盘，7支撑轴，8减震弹簧，9直线轴承，10上端法兰盘，11上端连接件，12外套筒，13磁栅传感器，14阻尼器，15端块1。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
如图所示，本发明提出了一种打磨机器人柔性连接装置，该装置包括打磨头1、电机4、下端法兰盘6、支撑轴7、上端法兰盘10、外套筒12和阻尼器14；阻尼器14一端通过调整螺塞固定在上端法兰盘10上，阻尼器14另一端通过调整螺塞固定在下端法兰盘6上；阻尼器14可以提供刀具向下运动的阻力，实现支撑减震效果。
支撑轴7一端固定在下端法兰盘6上另一端贯穿设置在上端法兰盘10上并能与上端法兰盘10形成轴向相对直线运动，支撑轴7套有减震弹簧8；电机4与电机固定转置5连接，打磨头1与电机4的输出轴相连；外套筒12套在装置外部，并固定在上端法兰盘上。用固定打磨头1的锥套通过螺钉与驱动电机轴相连；上端连接件采用4个螺钉安装在打磨机器人手腕末端的末端执行器的法兰盘(3)上。
电机4安装在电机防护罩2内部。末端法兰盘3安装在电机防护罩2和打磨头1之间。
外套筒12套在整个装置外部用来防止铁屑污染，并固定在上端法兰盘上。
在上端法兰盘内还通过轴承座螺钉固装有直线轴承9，支撑轴7穿过直线轴承9。所述的支撑轴7通过直线轴承9贯穿上端法兰盘10上实现相对直线运动，其中直线轴承通过轴承座四个螺钉固装在上端法兰盘内，支撑轴上套的减震弹簧，限制安装板的相对移动幅度。并在无外力作用时使安装板复位，实现柔顺力控制的功能，通过控制打磨机器人的打磨压力，实现打磨工具与待加工零件接触力始终保持安全压力。其中直线轴承通过四个螺钉固定在上端法兰盘上，另一端通过销702固定在下端法兰盘6上，
支撑轴7一端设有防止支撑轴从上端法兰盘内脱出的端块701。
端块701为多棱柱体结构，上端法兰盘10上设置有用于支撑轴连接的防转开槽，该防转开槽沿上端法兰盘10轴向分为内外两部分，内槽壁为与支撑轴相适应的圆柱状302，外槽壁为与端块701相适应的多棱柱面301，并在与其对应的侧壁打上销孔，用于限制支撑轴的相对移动位移。。
在上端法兰盘10上还设置有上端连接件11，在连接件11的一侧焊接的支架上固定有磁栅传感器13，并在与其相对应支撑轴7的端块上固定磁栅尺，通过测量支撑轴与上端法兰盘的相对位移，实现工件与刀头间压力的测量。
支撑轴7数量为多个支撑轴7均匀的分布在上端法兰盘10上，即，支撑轴7的轴心与上端法兰盘10的轴心连线距离相同，且相邻的两条连线的夹角相等。
支撑轴7数量为四个，四个支撑轴7均匀的分布在上端法兰盘10上，即，支撑轴7的轴心与上端法兰盘10的轴心连线相同，且相邻的两条连线的夹角呈90度。
所述的上端法兰盘中心开孔用于固定阻尼器14，外部圆周处多个开槽分别用于安装多个支撑轴、直线轴承和上端连接件11；所述外套筒12两端分别均匀设置4个调节螺钉，固定在下端安装盘与上端法兰盘上。
所述的打磨头1固定在驱动电机主轴的底部，用于跟随工业机器人一起按照控制指令执行指定的运动轨迹，对待加工零件的表面进行打磨或抛光。在实际应用中，可根据不同工艺要求和材料属性选择相应的打磨介质和打磨夹具。
结合图1-4所示，本发明一种打磨机器人柔性连接装置通过上端连接件与机器人连接，当固定在末端的刀具工作并受到一定的径向作用力时，通过本发明上述的上端法兰盘与支撑轴、阻尼器、减震弹簧直接的相互配合，可使得刀具与工件之间径向柔性接触。当刀具在电主轴作用下旋转对工件表面进行打磨抛光，当刀具遇到工件凹凸起伏受到工件朝外的力时，减震弹簧将发挥作用产生伸长和压缩，根据安装在上端法兰盘上的磁栅传感器测量出弹簧伸缩的位移量，而当刀具离开工件后会自动恢复到设定已知位置。本发明通过所述阻尼器和减震弹簧的压力控制，以及实时的磁栅传感器压力检测，避免了刀具与工件的刚性接触，防止打磨过程中受力过载的问题，提高刀具、电主轴以及工业机器人的使用寿命，提高了工件的打磨质量和成品率。
本发明保证了作业工具与工件之间的柔性接触，避免刀具及机器人受到损伤。机器人柔性抛光系统抛光工作时采用力控制实现恒力抛光，保证加工精度，使抛光出来的工件具备高度质量一致性，同时实现复杂曲面工件的高质量抛光。本发明结构简单，能够实现自动复位功能，能够适应表面起伏较大工件高效打磨抛光。

Claims (9)

1.一种打磨机器人柔性连接装置，其特征在于：该装置包括打磨头（1）、电机（4）、下端法兰盘（6）、支撑轴（7）、上端法兰盘（10）、外套筒（12）和阻尼器（14）；阻尼器（14）一端通过调整螺塞固定在上端法兰盘(10)上，阻尼器（14）另一端通过调整螺塞固定在下端法兰盘（6）上；支撑轴（7）一端固定在下端法兰盘（6）上另一端贯穿设置在上端法兰盘(10)上并能与上端法兰盘(10)形成轴向相对直线运动，支撑轴（7）套有减震弹簧（8）；电机（4）与电机固定转置(5)连接，打磨头(1)与电机（4）的输出轴相连；外套筒（12）套在装置外部，并固定在上端法兰盘上。
2.根据权利要求1所述的打磨机器人柔性连接装置，其特征在于：电机(4)安装在电机防护罩(2)内部。
3.根据权利要求1所述的打磨机器人柔性连接装置，其特征在于：外套筒(12)套在整个装置外部用来防止铁屑污染，并固定在上端法兰盘上。
4.根据权利要求1所述的打磨机器人柔性连接装置，其特征在于：在上端法兰盘内还通过轴承座螺钉固装有直线轴承（9），支撑轴（7）穿过直线轴承（9）。
5.根据权利要求1所述的打磨机器人柔性连接装置，其特征在于：支撑轴(7)一端设有防止支撑轴从上端法兰盘内脱出的端块（701）。
6.根据权利要求5所述的打磨机器人柔性连接装置，其特征在于：端块（701）为多棱柱体结构，上端法兰盘（10）上设置有用于支撑轴连接的防转开槽，该防转开槽沿上端法兰盘（10）轴向分为内外两部分，内槽壁为与支撑轴相适应的圆柱状(302)，外槽壁为与端块（701）相适应的多棱柱面(301)。
7.根据权利要求1所述的打磨机器人柔性连接装置，其特征在于：在上端法兰盘(10)上还设置有上端连接件(11)，在连接件(11)的一侧焊接的支架上固定有磁栅传感器(13)，并在支撑轴(7)的端块1(15)上固定磁栅尺。
8.根据权利要求1所述的打磨机器人柔性连接装置，其特征在于：支撑轴(7)数量为多个支撑轴(7)均匀的分布在上端法兰盘(10)上，即，支撑轴(7)的轴心与上端法兰盘(10)的轴心连线距离相同，且相邻的两条连线的夹角相等。
9.根据权利要求8所述的打磨机器人柔性连接装置，其特征在于：支撑轴(7)数量为四个，四个支撑轴(7)均匀的分布在上端法兰盘(10)上，即，支撑轴(7)的轴心与上端法兰盘(10)的轴心连线相同，且相邻的两条连线的夹角呈90度。
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106239319A (zh) * 2016-09-29 2016-12-21 漳州市天趣数控设备有限公司 一种砂光机构
CN106737785A (zh) * 2017-01-31 2017-05-31 西北工业大学 一种用于机器人末端的柔性打磨砂带机装置
CN107020550A (zh) * 2017-06-02 2017-08-08 湘潭大学 一种用于硬质合金刀片的化学机械抛光机器人末端装置
CN108748206A (zh) * 2018-06-28 2018-11-06 河北科技大学 金属表面污垢清理机器人末端操作器
CN108857871A (zh) * 2018-05-04 2018-11-23 佛山智能装备技术研究院 一种应用于工业机器人的柔性打磨减震工具
TWI660814B (zh) * 2018-04-20 2019-06-01 X'pole Precision Tools Inc. 裝配於機械手臂上的研磨套件
CN109834728A (zh) * 2019-01-03 2019-06-04 北京航空航天大学 一种多功能力控制关节
CN109968133A (zh) * 2019-04-26 2019-07-05 北京史河科技有限公司 一种打磨机器人
CN112192396A (zh) * 2020-09-04 2021-01-08 广州飞机维修工程有限公司 一种飞机外表面除漆打磨工具
CN113770892A (zh) * 2021-11-09 2021-12-10 中南大学 一种多自由度力控减振装置及其控制方法
CN113927480A (zh) * 2021-09-26 2022-01-14 南京智慧阳光科技有限公司 打磨机器人磨具加装结构及其加装方法
CN114453984A (zh) * 2020-11-10 2022-05-10 宝山钢铁股份有限公司 一种冷轧带钢用打磨机构及其控制方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020064438A1 (en) * 2000-05-08 2002-05-30 Osborne William Joseph Self-feeding apparatus with hover mode
CN102513927A (zh) * 2011-12-30 2012-06-27 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种间隙自适应抛光磨头
CN102689312A (zh) * 2012-06-08 2012-09-26 常州大学 一种抛光机器人机构
CN102990533A (zh) * 2011-09-09 2013-03-27 徐州新赛特石英材料有限公司 柔性打磨头
CN103429400A (zh) * 2011-03-16 2013-12-04 菲尔罗伯蒂克斯顺从式机器人技术有限公司 接触作业的主动操作装置和方法
CN204893961U (zh) * 2015-08-13 2015-12-23 江苏汇博机器人技术有限公司 一种应用于打磨工业机器人作业的末端力反馈系统
CN105196296A (zh) * 2015-08-13 2015-12-30 江苏汇博机器人技术有限公司 一种应用于打磨工业机器人作业的末端力反馈系统及方法
CN206048242U (zh) * 2016-01-12 2017-03-29 沈阳工业大学 打磨机器人柔性连接装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020064438A1 (en) * 2000-05-08 2002-05-30 Osborne William Joseph Self-feeding apparatus with hover mode
CN103429400A (zh) * 2011-03-16 2013-12-04 菲尔罗伯蒂克斯顺从式机器人技术有限公司 接触作业的主动操作装置和方法
CN102990533A (zh) * 2011-09-09 2013-03-27 徐州新赛特石英材料有限公司 柔性打磨头
CN102513927A (zh) * 2011-12-30 2012-06-27 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种间隙自适应抛光磨头
CN102689312A (zh) * 2012-06-08 2012-09-26 常州大学 一种抛光机器人机构
CN204893961U (zh) * 2015-08-13 2015-12-23 江苏汇博机器人技术有限公司 一种应用于打磨工业机器人作业的末端力反馈系统
CN105196296A (zh) * 2015-08-13 2015-12-30 江苏汇博机器人技术有限公司 一种应用于打磨工业机器人作业的末端力反馈系统及方法
CN206048242U (zh) * 2016-01-12 2017-03-29 沈阳工业大学 打磨机器人柔性连接装置

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106239319A (zh) * 2016-09-29 2016-12-21 漳州市天趣数控设备有限公司 一种砂光机构
CN106737785B (zh) * 2017-01-31 2023-03-14 西北工业大学 一种用于机器人末端的柔性打磨砂带机装置
CN106737785A (zh) * 2017-01-31 2017-05-31 西北工业大学 一种用于机器人末端的柔性打磨砂带机装置
CN107020550A (zh) * 2017-06-02 2017-08-08 湘潭大学 一种用于硬质合金刀片的化学机械抛光机器人末端装置
TWI660814B (zh) * 2018-04-20 2019-06-01 X'pole Precision Tools Inc. 裝配於機械手臂上的研磨套件
CN108857871A (zh) * 2018-05-04 2018-11-23 佛山智能装备技术研究院 一种应用于工业机器人的柔性打磨减震工具
CN108748206A (zh) * 2018-06-28 2018-11-06 河北科技大学 金属表面污垢清理机器人末端操作器
CN109834728A (zh) * 2019-01-03 2019-06-04 北京航空航天大学 一种多功能力控制关节
CN109834728B (zh) * 2019-01-03 2021-08-03 北京航空航天大学 一种多功能力控制关节
CN109968133A (zh) * 2019-04-26 2019-07-05 北京史河科技有限公司 一种打磨机器人
CN112192396A (zh) * 2020-09-04 2021-01-08 广州飞机维修工程有限公司 一种飞机外表面除漆打磨工具
CN114453984A (zh) * 2020-11-10 2022-05-10 宝山钢铁股份有限公司 一种冷轧带钢用打磨机构及其控制方法
CN113927480A (zh) * 2021-09-26 2022-01-14 南京智慧阳光科技有限公司 打磨机器人磨具加装结构及其加装方法
CN113770892A (zh) * 2021-11-09 2021-12-10 中南大学 一种多自由度力控减振装置及其控制方法

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