CN106112977B - 一种曲面类工件柔顺打磨串并联型机器人工艺平台 - Google Patents
一种曲面类工件柔顺打磨串并联型机器人工艺平台 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106112977B CN106112977B CN201610580987.8A CN201610580987A CN106112977B CN 106112977 B CN106112977 B CN 106112977B CN 201610580987 A CN201610580987 A CN 201610580987A CN 106112977 B CN106112977 B CN 106112977B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- axis
- drive system
- polishing
- platform
- submissive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/003—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
- B25J11/005—Manipulators for mechanical processing tasks
- B25J11/0065—Polishing or grinding
Abstract
本发明公开了一种曲面类工件柔顺打磨串并联型机器人工艺平台，其包括打磨平台、工件装夹平台、移动滑台、柔顺打磨调整组件、打磨头组件和控制台，所述移动滑台包括龙门式桁架以及相互正交设置的X轴驱动系统、Y轴驱动系统和Z轴驱动系统，所述柔顺打磨调整组件包括呈圆周均匀分布于上固定平台和下转动平台之间的A轴线性驱动系统、B轴线性驱动系统和C轴线性驱动系统，所述打磨头组件与下转动平台之间设置有压力传感器。上述工艺平台能够灵活的适应不同曲面的工件表面打磨，压力传感器可以实时采集打磨压力值，并形成闭环控制，在打磨过程中主动退让并调整打磨头姿态，以实现对工件的恒力打磨，保证打磨工艺要求的均匀一致性。
Description
技术领域
本发明属于曲面类工件加工技术，尤其是涉及一种曲面类工件柔顺打磨串并联型机器人工艺平台。
背景技术
风电叶片或高铁头车车体此类曲面工件在上腻子和喷涂工艺这两道工艺前要进行表面的多道打磨，打磨的效果在很大程度上决定了后续喷涂的好坏。目前，对于此类工件的打磨全部由人工完成，恶劣的粉尘环境危害人体健康而且加工费力效率低下。在实现自动化打磨过程中，为验证不同材料的工件、不同打磨工具及不同工艺参数的最终打磨效果，常常采用重载的六轴工业机器人配合大型移动导轨，并在机器人末端执行器安装专用的打磨工具，这种方案设备昂贵、开发周期长，并且不能采集磨削正压力实现恒力自主柔顺打磨。
发明内容
本发明的目的在于提供一种曲面类工件柔顺打磨串并联型机器人工艺平台，以解决现有技术中曲面类工件存在的打磨效率低和打磨的均匀一致性差的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种曲面类工件柔顺打磨串并联型机器人工艺平台，其包括打磨平台、工件装夹平台、移动滑台、柔顺打磨调整组件、打磨头组件和控制台，所述工件装夹平台设置于所述打磨平台上，所述移动滑台设置于所述工件装夹平台的上方，所述移动滑台包括龙门式桁架、X轴驱动系统、Y轴驱动系统和Z轴驱动系统，所述X轴驱动系统、Y轴驱动系统、Z轴驱动系统相互正交，组成串联的用于实现打磨头组件长行程的位置移动的滑动平台，所述柔顺打磨调整组件包括上固定平台和下转动平台，所述上固定平台和下转动平台之间连接有呈圆周均匀分布的A轴线性驱动系统、B轴线性驱动系统和C轴线性驱动系统，组成用于实现打磨头组件短行程姿态调整的并联驱动，所述打磨头组件安装于下转动平台的底面，且两者之间设置有用于打磨力反馈和闭环控制的压力传感器。
特别地，所述X轴驱动系统包括X轴伺服电机和X轴直线模组，所述Y轴驱动系统通过横跨安装板与X轴驱动系统连接，其包括设置于横跨安装板上的Y轴伺服电机和Y轴直线模组，所述Z轴驱动系统通过YZ轴转接板竖直安装在Y轴驱动系统上，其包括Z轴伺服电机和Z轴直线模组。
特别地，所述A轴线性驱动系统、B轴线性驱动系统和C轴线性驱动系统均包括一电动缸，所述电动缸与上固定平台通过铰链转动连接，所述电动缸的推杆与缸体通过滚珠丝杆连接，所述下转动平台与电动缸通过球铰连接，A、B、C三轴线性驱动系统呈圆周均匀分布组成3-RPS并联柔顺装置，实现短行程的姿态调整。
特别地，所述X轴驱动系统、Y轴驱动系统和Z轴驱动系统均采用伺服电机连接滚珠丝杆的传动方式驱动，所述龙门式桁架的两侧分别设置有主动平行导轨和从动平行导轨，所述X轴伺服电机和X轴直线模组安装于主动平行导轨上，所述横跨安装板实现X轴直线模组与从动平行导轨的同步运动。
特别地，所述A轴线性驱动系统、B轴线性驱动系统和C轴线性驱动系统均采用伺服电机连接减速齿轮，所述减速齿轮连接滚珠丝杆的传动方式驱动。
特别地，所述压力传感器采用一维压力传感器，所述一维压力传感器与下转动平台及打磨头组件的前端均采用螺栓连接，所述一维压力传感器接入控制台中运动控制器的模拟量输入口，并经过A/D转换形成闭环控制，通过对3-RPS并联机构的位姿反解，实时规划A、B、C三轴电机输出，调整沿加工表面法向的移动，从而实现打磨进给方向的主动柔顺退让。
特别地，所述打磨头组件包括驱动装置和打磨头，所述打磨头采用千叶轮砂布作为打磨工具，所述驱动装置包括伺服电机和减速机，所述减速机采用齿轮减速机，所述减速机的输出轴上开设有用于嵌入砂布的沟槽。
本发明的有益效果为，与现有技术相比所述曲面类工件柔顺打磨串并联型机器人工艺平台可实现打磨工具X向移动、Y向移动、Z向移动、X向转动及Y向转动五个自由度的运动控制，其中XYZ三轴串联滑动平台实现长行程的位置移动，ABC三轴组成并联柔顺打磨装置，实现短行程的姿态调整。因此该串并联组合型机器人可以灵活的适应不同曲面的工件表面打磨，同时搭载的压力传感器可以实时采集打磨压力值，并形成闭环控制，在打磨过程中主动退让并调整打磨头姿态，以实现对工件的恒力打磨，保证打磨工艺要求的均匀一致性。
附图说明
图1是本发明具体实施方式1提供的曲面类工件柔顺打磨串并联型机器人工艺平台的立体结构示意图；
图2是本发明具体实施方式1提供的曲面类工件柔顺打磨串并联型机器人工艺平台的移动滑台的立体结构示意图；
图3是本发明具体实施方式1提供的曲面类工件柔顺打磨串并联型机器人工艺平台的柔顺打磨调整组件和打磨头组件的立体结构示意图；
图4是本发明具体实施方式1提供的曲面类工件柔顺打磨串并联型机器人工艺平台的打磨头运动到工件表面正中央位置的主视图；
图5是本发明具体实施方式1提供的曲面类工件柔顺打磨串并联型机器人工艺平台的的打磨头运动到工件表面正中央位置的侧视图；
图6是本发明具体实施方式1提供的曲面类工件柔顺打磨串并联型机器人工艺平台的打磨头运动到工件表面某一角落位置的主视图；
图7是本发明具体实施方式1提供的曲面类工件柔顺打磨串并联型机器人工艺平台的打磨头运动到工件表面某一角落位置的侧视图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
请参阅图1至图3所示，本实施例中，一种曲面类工件柔顺打磨串并联型机器人工艺平台包括打磨平台1、工件装夹平台2、移动滑台、柔顺打磨调整组件、打磨头组件和控制台3，所述工件装夹平台2设置于所述打磨平台1上，所述移动滑台设置于所述工件装夹平台2的上方，所述打磨平台1上设置有龙门式桁架4，所述龙门式桁架4的两侧分别设置有主动平行导轨5和从动平行导轨6，所述主动平行导轨5上安装有X轴伺服电机7和X轴直线模组8，所述主动平行导轨5和从动平行导轨6之间连接有横跨安装板9，所述横跨安装板9实现X轴直线模组8与从动平行导轨6的同步运动。所述X轴伺服电机7和X轴直线模组8组成X轴驱动系统。
所述横跨安装板9上设置有与所述X轴驱动系统正交的Y轴驱动系统，且所述横跨安装板9上等距布置四个等距角件10，用以平衡Y轴驱动系统及其负载由于悬臂造成的倾覆力矩。所述Y轴驱动系统包括设置于横跨安装板9上的Y轴伺服电机11和Y轴直线模组12，所述Y轴驱动系统上通过YZ轴转接板13安装有与其正交分布的Z轴驱动系统，所述Z轴驱动系统包括Z轴伺服电机14和Z轴直线模组15。所述X轴驱动系统、Y轴驱动系统、Z轴驱动系统相互正交，组成串联滑动平台，实现长行程的位置移动。且所述X轴驱动系统、Y轴驱动系统和Z轴驱动系统均采用伺服电机连接滚珠丝杆的传动方式驱动。
所述柔顺打磨调整组件包括上固定平台16和下转动平台17，所述上固定平台16和下转动平台17之间连接有A轴线性驱动系统18、B轴线性驱动系统19和C轴线性驱动系统20，组成用于实现打磨头组件短行程姿态调整的并联驱动，所述A轴线性驱动系统18、B轴线性驱动系统19和C轴线性驱动系统20均包括一电动缸21，所述电动缸21与上固定平台16通过铰链22转动连接，二者以转动副R约束，所述电动缸21的推杆与缸体通过滚珠丝杆连接，二者以移动副P约束，所述下转动平台17与电动缸21通过球铰23连接，二者以球面副S约束。所述A轴线性驱动系统18、B轴线性驱动系统19和C轴线性驱动系统20呈圆周均匀分布组成3-RPS并联柔顺装置，实现短行程的姿态调整。且A轴线性驱动系统18、B轴线性驱动系统19和C轴线性驱动系统20均采用伺服电机连接减速齿轮，所述减速齿轮连接滚珠丝杆的传动方式驱动。
所述打磨头组件安装于下转动平台17的底面，且两者之间设置有用于打磨力反馈和闭环控制的压力传感器24。所述压力传感器24采用一维压力传感器，所述一维压力传感器与下转动平台17及打磨头组件的前端均采用螺栓连接，所述一维压力传感器接入控制台中运动控制器的模拟量输入口，并经过A/D转换形成闭环控制，通过对3-RPS并联机构的位姿反解，实时规划A、B、C三轴电机输出，调整沿加工表面法向的移动，从而实现打磨进给方向的主动柔顺退让。
所述打磨头组件包括驱动装置和打磨头25，所述打磨头25采用千叶轮砂布作为打磨工具，所述驱动装置包括伺服电机26和减速装置27，所述减速装置26采用大齿轮和小齿轮相结合的减速方式，所述减速装置27的输出轴上开设有用于嵌入砂布的沟槽。可直接从沟槽中取出并更换损坏的砂布而不用替换传动轴。
打磨头在不同位置和姿态的运动效果请参阅图4至图7所示，为了便于区分运动形式加以曲面类工件，图4是本发明提供的曲面类工件柔顺打磨串并联型机器人工艺平台的打磨头运动到工件表面正中央位置的主视图；图5是本发明提供的曲面类工件柔顺打磨串并联型机器人工艺平台的的打磨头运动到工件表面正中央位置的侧视图；此时下转动平台15与上固定平台14处于平行状态。图6是本发明曲面类工件柔顺打磨串并联型机器人工艺平台的打磨头运动到工件表面某一角落位置的主视图；图7是本发明提供的曲面类工件柔顺打磨串并联型机器人工艺平台的打磨头运动到工件表面某一角落位置的侧视图；此时下转动平台15与上固定平台14在X向与Y向均有一定偏角，且与打磨头24正下方对应工件表面的法向沿X向、Y向的分量垂直。
以上实施例只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述事例限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种曲面类工件柔顺打磨串并联型机器人工艺平台，其特征在于，其包括打磨平台、工件装夹平台、移动滑台、柔顺打磨调整组件、打磨头组件和控制台，所述工件装夹平台设置于所述打磨平台上，所述移动滑台设置于所述工件装夹平台的上方，所述移动滑台包括龙门式桁架、X轴驱动系统、Y轴驱动系统和Z轴驱动系统，所述X轴驱动系统、Y轴驱动系统、Z轴驱动系统相互正交，组成串联的用于实现打磨头组件长行程的位置移动的滑动平台，所述柔顺打磨调整组件包括上固定平台和下转动平台，所述上固定平台和下转动平台之间连接有呈圆周均匀分布的A轴线性驱动系统、B轴线性驱动系统和C轴线性驱动系统，组成用于实现打磨头组件短行程姿态调整的并联驱动，所述打磨头组件安装于下转动平台的底面，且两者之间设置有用于打磨力反馈和闭环控制的压力传感器，所述A轴线性驱动系统、B轴线性驱动系统和C轴线性驱动系统均包括一电动缸，所述电动缸与上固定平台通过铰链转动连接，所述电动缸的推杆与缸体通过滚珠丝杆连接，所述下转动平台与电动缸通过球铰连接，A、B、C三轴线性驱动系统呈圆周均匀分布组成3-RPS并联柔顺装置，实现短行程的姿态调整，所述压力传感器采用一维压力传感器，所述一维压力传感器与下转动平台及打磨头组件的前端均采用螺栓连接，所述一维压力传感器接入控制台中运动控制器的模拟量输入口，并经过A/D转换形成闭环控制，通过对3-RPS并联机构的位姿反解，实时规划A、B、C三轴驱动的输出，调整沿加工表面法向的移动，从而实现打磨进给方向的主动柔顺退让。
2.根据权利要求1所述的曲面类工件柔顺打磨串并联型机器人工艺平台，其特征在于，所述X轴驱动系统包括X轴伺服电机和X轴直线模组，所述Y轴驱动系统通过横跨安装板与X轴驱动系统连接，其包括设置于横跨安装板上的Y轴伺服电机和Y轴直线模组，所述Z轴驱动系统通过YZ轴转接板竖直安装在Y轴驱动系统上，其包括Z轴伺服电机和Z轴直线模组。
3.根据权利要求2所述的曲面类工件柔顺打磨串并联型机器人工艺平台，其特征在于，所述X轴驱动系统、Y轴驱动系统和Z轴驱动系统均采用伺服电机连接滚珠丝杆的传动方式驱动，所述龙门式桁架的两侧分别设置有主动平行导轨和从动平行导轨，所述X轴伺服电机和X轴直线模组安装于主动平行导轨上，所述横跨安装板实现X轴直线模组与从动平行导轨的同步运动。
4.根据权利要求1所述的曲面类工件柔顺打磨串并联型机器人工艺平台，其特征在于，所述A轴线性驱动系统、B轴线性驱动系统和C轴线性驱动系统均采用伺服电机连接减速齿轮，所述减速齿轮连接滚珠丝杆的传动方式驱动。
5.根据权利要求1所述的曲面类工件柔顺打磨串并联型机器人工艺平台，其特征在于，所述打磨头组件包括驱动装置和打磨头，所述打磨头采用千叶轮砂布作为打磨工具，所述驱动装置包括伺服电机和减速机，所述减速机采用齿轮减速机，所述减速机的输出轴上开设有用于嵌入砂布的沟槽。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610580987.8A CN106112977B (zh) | 2016-07-21 | 2016-07-21 | 一种曲面类工件柔顺打磨串并联型机器人工艺平台 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610580987.8A CN106112977B (zh) | 2016-07-21 | 2016-07-21 | 一种曲面类工件柔顺打磨串并联型机器人工艺平台 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106112977A CN106112977A (zh) | 2016-11-16 |
| CN106112977B true CN106112977B (zh) | 2018-09-25 |
Family
ID=57289286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610580987.8A Active CN106112977B (zh) | 2016-07-21 | 2016-07-21 | 一种曲面类工件柔顺打磨串并联型机器人工艺平台 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106112977B (zh) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106799738B (zh) * | 2017-03-17 | 2019-05-10 | 福州大学 | 一种自由曲面的工业机器人自动磨抛系统及方法 |
| CN107378774A (zh) * | 2017-09-14 | 2017-11-24 | 安徽海思达机器人有限公司 | 用于铸造件打磨的机器人装置 |
| CN107900838B (zh) * | 2017-11-22 | 2019-08-06 | 中国矿业大学 | 一种光学镜面抛光设备 |
| CN108115492B (zh) * | 2018-01-04 | 2019-07-16 | 华北理工大学 | 汽车球笼内圈曲线沟槽倒角去刺装置及方法 |
| CN108500841A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-09-07 | 南京航扬机电科技有限公司 | 一种用于打磨的多自由度机器人 |
| CN110340783A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-10-18 | 武汉数字化设计与制造创新中心有限公司 | 一种多打磨头被动柔顺打磨装置及方法 |
| CN111002155A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-04-14 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 抛光力控制柔性抛光工具 |
| CN111002019B (zh) * | 2019-12-09 | 2021-12-31 | 清华大学 | 智能拧紧设备 |
| CN111390723A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-07-10 | 江苏理工学院 | 一种打磨机械臂 |
| CN111421523A (zh) * | 2020-04-03 | 2020-07-17 | 清华大学 | 一种微动平台 |
| CN111421522A (zh) * | 2020-04-03 | 2020-07-17 | 清华大学 | 一种五自由度微动平台 |
| US20210331310A1 (en) * | 2020-04-28 | 2021-10-28 | Ubtech Robotics Corp Ltd | Neck mechanism for robot |
| CN114029934B (zh) * | 2021-12-11 | 2023-08-15 | 浙江工业大学 | 一种通用型主动径向柔顺恒力末端执行器及其工作方法 |
| CN115826112B (zh) * | 2023-01-18 | 2023-05-05 | 安徽华创鸿度光电科技有限公司 | 一种超快固体激光器用棱镜的设计方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2959371B2 (ja) * | 1993-12-28 | 1999-10-06 | 日産自動車株式会社 | 自動研磨・吸塵装置 |
| CN201346692Y (zh) * | 2009-01-22 | 2009-11-18 | 深圳市盛德丰精密机床有限公司 | 数控龙门镗铣磨床 |
| CN202622522U (zh) * | 2012-06-08 | 2012-12-26 | 常州大学 | 一种自适应打磨机器人机构 |
| CN102866030B (zh) * | 2012-09-20 | 2014-12-10 | 北京航空航天大学 | 一种五轴联动机床加载试验装置及加载试验方法 |
| CN103077651B (zh) * | 2013-01-15 | 2016-01-06 | 北京化工大学 | 三自由度运动控制系统教学实训机器人平台 |
| CN103252673A (zh) * | 2013-05-24 | 2013-08-21 | 哈尔滨工业大学（威海） | 卧式6轴混联型数控铣床 |
| CN203832112U (zh) * | 2014-05-27 | 2014-09-17 | 安徽省皖凯机械有限公司 | 一种安装在雕刻机龙门支架上的并联式执行装置 |
-
2016
- 2016-07-21 CN CN201610580987.8A patent/CN106112977B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106112977A (zh) | 2016-11-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106112977B (zh) | 一种曲面类工件柔顺打磨串并联型机器人工艺平台 | |
| CN103706517B (zh) | 六轴联动点胶机 | |
| CN106141854B (zh) | 一种多轴数控直排式四工位打磨设备 | |
| CN110103116B (zh) | 一种自适应姿态的主被动柔顺磨抛装置及磨抛机器人 | |
| KR101430908B1 (ko) | 다관절 로봇이 탑재된 3차원 갠트리 이송시스템의 결합구조물 | |
| CN108637864A (zh) | 一种智能双五轴联动五工位数控抛光机 | |
| CN201659821U (zh) | 索驱动并联雕刻机 | |
| CN102615641B (zh) | 一种五自由度并联动力头 | |
| CN210365895U (zh) | 一种三轴线性移动换向抓取设备 | |
| CN100436058C (zh) | 五轴联动并串联数控抛光机床 | |
| CN100537140C (zh) | 一种适用于自由曲面的磨削装置 | |
| CN203371374U (zh) | 一种小型回转体抛光机 | |
| CN113352196A (zh) | 全自动多工位六轴砂带抛光机 | |
| CN205765461U (zh) | 一种多轴联动数控自动竖纹拉丝设备 | |
| CN209014965U (zh) | 一种基于机器视觉引导的智能打磨系统 | |
| CN207104574U (zh) | 一种锤类五金产品砂带抛光磨削机器人 | |
| CN105082114A (zh) | 机器人 | |
| CN109129496A (zh) | 打磨机器人 | |
| CN205951571U (zh) | 一种上下料装置 | |
| CN108772765A (zh) | 一种大型自由曲面加工的吸附移动研抛机器人 | |
| CN208543486U (zh) | 一种机械手模拟平台 | |
| CN210139276U (zh) | 一种用于去毛刺设备的浮动恒力装置 | |
| CN111015628A (zh) | 一种用于工业机器人的连接底座 | |
| Tang et al. | A Review on End-effectors of Robotic Grinding | |
| CN207189409U (zh) | 一种抛光装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |