CN105904328A - 一种用于机器人末端的柔性抛光机装置 - Google Patents

一种用于机器人末端的柔性抛光机装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于机器人末端的柔性抛光机装置，包括依次连接的角度可调的连接装置、柔性法兰、抛光机夹持装置、抛光机；所述角度可调的连接装置包括的一部分部件之间以可拆卸方式连接。本发明可以成功应用于机器人末端，解决抛光机抛光过度依赖人工的问题，将抛光机应用于机器人六轴末端，实现抛光机抛光自动化。本发明通过引入柔性法兰，实现机器人替代人工的自动化抛光，解决抛光现场恶劣环境对工人的健康损害。该装置保持恒定的抛光力，解决了机器人固定的加工轨迹与工件公差的匹配问题，利用机器人的高承载力和稳定性，极大的提高抛光效率，降低抛光耗材成本，延长工具使用寿命，保证一致的高品质的抛光质量。

Description

一种用于机器人末端的柔性抛光机装置
技术领域
本发明涉及柔性抛光机装置，具体地，涉及用于机器人末端的柔性抛光机装置。
背景技术
抛光机广泛用于各种材料的表面抛光，当前主要以人工手动抛光为主，手工抛光质量一致性差，质量不稳定，抛光质量很大程度上依赖人工，抛光过程中产生的粉尘和打磨相比，颗粒更细，对工人身体危害更严重，且抛光工艺中常使用的化学抛光膏，抛光液，具有挥发性，对人体具有极大危害。目前市场上还没有一款专门为应用于机器人的抛光机，由于抛光机在抛光中应用广泛，因此将抛光机应用到机器人上，实现自动化抛光具有极大社会和商业价值。
当前的工业机器人无法像人一样工作，实时的感知加工状况的变化并实时的调节工艺。机器人工作程序设定后，机器人加工轨迹固定，而工件存在公差，在装夹固定过程中存在误差，如果是正向误差，抛光机受力会加大，转速会减小，甚至会停转，严重的受力过大，会造成机器人负载过大报警停机；如果是反向误差，则造成抛光过轻甚至抛光不到工件。本发明很好的解决了上述问题，让工业机器人按设定的加工程序工作，本发明的抛光装置能够自适应工况的变化，实时的变化调节工艺参数，并且比人更加快速稳定的响应。根据实际的加工情况设定最佳的抛光工艺配方，有效地提高了抛光效率，降低抛光耗材成本，延长工具使用寿命，保证一致的高品质的抛光质量。通过控制系统记录抛光过程中的参数变化，可以分析优化工艺配方，为未来自动化加工往智能化加工奠定基础。并且将工人从繁重，环境恶劣的工作中解放出来。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于机器人末端的柔性抛光机装置。
根据本发明提供的一种用于机器人末端的柔性抛光机装置，包括依次连接的角度可调的连接装置、柔性法兰、抛光机夹持装置、抛光机；
所述角度可调的连接装置包括的一部分部件之间以可拆卸方式连接。
优选地，所述角度可调的连接装置包括末端法兰、第一连接直板、第二连接直板、第三连接直板、第四连接直板以及第一连接法兰；
末端法兰、第三连接直板、第二连接直板、第一连接法兰依次连接；
末端法兰、第四连接直板、第一连接直板、第一连接法兰依次连接；
第一连接法兰连接柔性法兰。
优选地，末端法兰分别连接第三连接直板的一端的端面、第四连接直板的一端的端面；
第二连接直板的靠近一端的侧面可拆卸连接第三连接直板的靠近另一端的侧面；
第二连接直板的另一端的端面可拆卸连接第一连接法兰；
第一连接直板的靠近一端的侧面可拆卸连接第四连接直板的靠近另一端的侧面；
第一连接直板的另一端的端面可拆卸连接第一连接法兰。
优选地，第三连接直板的靠近另一端的侧面上设置有多组均与第二连接直板相匹配的安装孔，使第三连接直板与第二连接直板之间能够以不同的轴向夹角装配；
第四连接直板的靠近另一端的侧面上设置有多组均与第一连接直板相匹配的安装孔，使第四连接直板与第一连接直板之间能够以不同的轴向夹角装配。
优选地，末端法兰上设置有多组均分别与第三连接直板、第四连接直板匹配的安装孔；
第一连接法兰上设置有多组均分别与第三连接直板、第四连接直板匹配的安装孔。
优选地，所述抛光机夹持装置包括依次连接的第三连接法兰、抛光机夹持垫块、抛光机夹持半圆环连接块以及抛光机夹持半圆环；
抛光机夹持半圆环连接块的连接抛光机夹持垫块的一端延伸经弯折后锁形成的另一端，以可拆卸方式连接抛光机夹持半圆环；
抛光机夹持半圆环连接块与抛光机夹持半圆环共同夹持住抛光机。
优选地，抛光机与柔性法兰同轴设置。
优选地，还包括第二连接法兰；
柔性法兰通过第二连接法兰连接抛光机夹持装置。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明通过引入柔性法兰，实现机器人替代人工的高效高质自动化抛光，解决抛光现场恶劣环境对工人的健康损害。该装置对抛光法向力实时监控，当实际受力与设定的抛光力不一致时，柔性法兰能够实时地自适应伸缩，保持恒定的抛光力。很好的解决了机器人固定的加工轨迹与工件公差的匹配问题，维持稳定的抛光工艺参数，同时可以实时地调节机器人的行进速度和抛光力，实现根据不同工件，材质，磨料来设定最佳的工艺配方。充分利用机器人的高承载力和稳定性，极大的提高抛光效率，降低抛光耗材成本，延长工具使用寿命，保证一致的高品质的抛光质量。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为用于机器人末端的柔性抛光机装置的整体结构图。
图2为用于机器人末端的柔性抛光机装置的分解结构图。
图3为用于机器人末端的柔性抛光机装置中抛光机夹持块的爆炸图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1、图2所示，本发明柔性抛光机装置包括与机器人末端(例如第六轴)连接的末端法兰1、第一连接直板2、第二连接直板11、第一连接法兰3、柔性法兰4、第二连接法兰5、第三连接法兰6、抛光机夹持半圆环连接块7、抛光机8、抛光机夹持半圆环9、抛光机夹持垫块10、第三连接直板12、第四连接直板13；末端法兰1、第一连接直板2、第二连接直板11、第三连接直板12、第四连接直板13以及第一连接法兰3之间通过螺栓连接组成一个连接柔性法兰与机器人六轴的角度可调的连接装置，第一连接法兰3与柔性法兰4之间通过螺栓螺母连接，第二连接法兰5与柔性法兰4之间通过螺栓连接，第二连接法兰5和第三连接法兰6之间通过螺栓连接，如图3所示，第三连接法兰6、抛光机夹持垫块10、抛光机夹持半圆环连接块7以及抛光机夹持半圆环9组成一个抛光机夹持装置，其中第三连接法兰6、抛光机夹持垫块10以及抛光机夹持半圆环连接块7之间通过螺栓连接，抛光机夹持半圆环连接块7和抛光机夹持半圆环9之间通过螺栓螺母连接。
与机器人六轴连接的末端法兰1、第一连接直板2、第二连接直板11、第三连接直板12、第四连接直板13及第一连接法兰3之间通过螺栓连接组成的角度可调的连接装置可以调整整个抛光装置与机器人六轴之间的角度，从而适应不同抛光情况下对抛光角度的需求，通过第二连接法兰5、第三连接法兰6、抛光机夹持垫块10、抛光机夹持半圆环连接块7以及抛光机夹持半圆环9组成的抛光机夹持装置可以保证抛光力始终与柔性法兰伸缩方向在同一方向上，有利于柔性法兰对抛光力的调整与垂直方向上的位移的补偿，第三连接法兰6、抛光机夹持垫块10、抛光机夹持半圆环连接块7以及抛光机夹持半圆环9组成的抛光机夹持装置可以保证在抛光过程中抛光机不发生滑移与偏转。
其中，柔性法兰(ACF，Active contact flange)，也称自适应接触法兰，是一款能够保持机器人末端工具手法兰与工件加工接触面接触力恒定的设备，基于气动、模拟量控制，其高精度与高灵敏度的控制，能够保证工具手法兰与加工面之间的接触力控制在±1N以内，特别适用于抛光等应用场合。根据不同选型，其压力范围可选为0-100N或0-500N，伸缩行程可选35.5mm、48mm、98mm等，可选带重力感应传感器以克服自身重力，从而适应任意加工角度的应用。
通过本发明可以很方便将人工使用的抛光机应用到机器人上面，并且方便调节抛光机与机器人六轴之间的连接角度从而适应不同抛光工况下对抛光机姿态的要求，同时通过柔性法兰ACF可以很方便实现抛光法向力方向上的位移补偿，通过简单示教几个曲面点就可以实现曲面抛光，大大减少机器人曲面抛光示教时间，提高抛光效率。同时柔性法兰可以实现对抛光法向力的实时调整，有利于提高抛光产品的一致性与稳定性，有利于提升抛光质量，有利于实现抛光的自动化智能化。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (8)

1.一种用于机器人末端的柔性抛光机装置，其特征在于，包括依次连接的角度可调的连接装置、柔性法兰、抛光机夹持装置以及抛光机；
所述角度可调的连接装置包括的一部分部件之间以可拆卸方式连接。
2.根据权利要求1所述的用于机器人末端的柔性抛光机装置，其特征在于，所述角度可调的连接装置包括末端法兰、第一连接直板、第二连接直板、第三连接直板、第四连接直板以及第一连接法兰；
末端法兰、第三连接直板、第二连接直板、第一连接法兰依次连接；
末端法兰、第四连接直板、第一连接直板、第一连接法兰依次连接；
第一连接法兰连接柔性法兰。
3.根据权利要求2所述的用于机器人末端的柔性抛光机装置，其特征在于，末端法兰分别连接第三连接直板的一端的端面、第四连接直板的一端的端面；
第二连接直板的靠近一端的侧面可拆卸连接第三连接直板的靠近另一端的侧面；
第二连接直板的另一端的端面可拆卸连接第一连接法兰；
第一连接直板的靠近一端的侧面可拆卸连接第四连接直板的靠近另一端的侧面；
第一连接直板的另一端的端面可拆卸连接第一连接法兰。
4.根据权利要求3所述的用于机器人末端的柔性抛光机装置，其特征在于，第三连接直板的靠近另一端的侧面上设置有多组均与第二连接直板相匹配的安装孔，使第三连接直板与第二连接直板之间能够以不同的轴向夹角装配；
第四连接直板的靠近另一端的侧面上设置有多组均与第一连接直板相匹配的安装孔，使第四连接直板与第一连接直板之间能够以不同的轴向夹角装配。
5.根据权利要求3所述的用于机器人末端的柔性抛光机装置，其特征在于，末端法兰上设置有多组均分别与第三连接直板、第四连接直板匹配的安装孔；
第一连接法兰上设置有多组均分别与第三连接直板、第四连接直板匹配的安装孔。
6.根据权利要求1所述的用于机器人末端的柔性抛光机装置，其特征在于，所述抛光机夹持装置包括依次连接的第三连接法兰、抛光机夹持垫块、抛光机夹持半圆环连接块以及抛光机夹持半圆环；
抛光机夹持半圆环连接块的连接抛光机夹持垫块的一端延伸经弯折后锁形成的另一端，以可拆卸方式连接抛光机夹持半圆环；
抛光机夹持半圆环连接块与抛光机夹持半圆环共同夹持住抛光机。
7.根据权利要求1所述的用于机器人末端的柔性抛光机装置，其特征在于，抛光机与柔性法兰同轴设置。
8.根据权利要求1所述的用于机器人末端的柔性抛光机装置，其特征在于，还包括第二连接法兰；
柔性法兰通过第二连接法兰连接抛光机夹持装置。
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