CN107249817A - 用于机加工的方法和系统以及机器人系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种通过机加工工具对工件进行机加工的方法和系统，以及使用该机加工工具的机器人系统。该方法包括：通过设定机加工工具的接触点高度在机加工工具上确定定制的接触点；使机加工工具抵靠工件移动以施加预定的机加工进给。与现有技术相比，所提出的方法和系统提高了机加工效率和精度。利用根据本公开的方法和系统，可以实现高机加工效率，并可以避免碰撞。

Description

用于机加工的方法和系统以及机器人系统
技术领域
本发明涉及一种用于机加工的方法和系统，更具体地，涉及一种使用工具对工件进行机加工的方法以及使用该方法的机器人系统。
背景技术
在现代机加工中，越来越多的工件容易具有自由曲面或边界，这对处理带来了大量的挑战。在大多数应用中，例如在去毛刺、侧面机加工中，机加工工具的顶端为回转形状，并且通常使用不同高度下的不同半径，如图1所示。
通常，将机加工工具的固定点或固定部分编程为在机加工过程中沿着整个工具路径工作。这意味着接触点是固定的，不可用于定制。为了针对特定路径改变机加工工具上的接触点，用户必须手动地修改所述点，这在效率和精度方面都很低。另外，对于机加工过程中的进给率，尽管其与具有不同接触直径的工具上的接触点有关，但用户必须对其单独指定。
因此，在机加工过程中使用工具上的默认的固定接触点可能会导致以下问题。
首先，机加工效率低。通常，机加工效率与工具直径成比例。刀具直径越大，则能够实现越高的机加工效率。在没有碰撞的情况下，用户更喜欢在机加工过程中使用尽可能大的接触直径，因为他们希望定制工具上的接触点，以实现更高的机加工效率。相对而言，使用固定接触点将带来较低的机加工效率
其次，在通过离线编程产生的正常路径中，机加工工具和工件之间可能存在凿击(gouge)或碰撞。在一些情况下，如图2所示，沿着路径可能存在极大的曲率变化。然后，机加工工具将在工具接触点的半径(Rtool)大于工件的半径(Rpart)的点处对工件进行凿击。而在一些其他情况下，如图3所示，可能存在路径下方的障碍物，从而将在路径的一些部分中存在碰撞。
为了解决上述问题，本领域需要开发一种用工具对工件进行机加工的改进的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于通过机加工工具对工件进行机加工的新颖的方法和系统，以及使用所述方法的机器人系统，以提高机加工效率和精度。利用该解决方案，可以实现较高的机加工效率，并且可以避免碰撞。
根据本发明的一个方面，提供了一种通过机加工工具对工件进行机加工的方法，包括：通过设定机加工工具的接触点高度在机加工工具上确定定制的接触点；使机加工工具抵靠工件移动以施加预定的机加工进给。
根据本发明的优选实施例，在虚拟环境中检查接触点高度的可行性，以确保在其机加工路径中不存在凿击或碰撞；如果没有通过检查，则调节接触点高度。
根据本发明的优选实施例，接触点高度被配置为在一个机加工路径中能够变化。
根据本发明的优选实施例，在改变机加工工具的接触点高度时将机加工工具的进给率控制为恒定。
根据本发明的优选实施例，机加工工具为回转形状。
根据本发明的优选实施例，生成机加工工具的默认接触直径(CDdefault)；生成机加工工具的默认移动速度(MSdefault)；生成机加工工具的主轴的默认转速(RSdefault)；根据定制的接触点计算实际接触直径(CDactual)；修改主轴的实际转速(RSactual)和/或实际移动速度(MSactual)，以保持进给率不变。
根据本发明的优选实施例，如果实际移动速度(MSactual)保持不变，则将主轴的实际转速(RSactual)修改为(CDdefault/CDactual)*RSdefault。
根据本发明的优选实施例，如果主轴的实际转速(RSactual)保持不变，则将实际移动速度(MSactual)修改为(CDdefault-CDactual)*RSdefault)/2+MSdefault。
根据本发明的优选实施例，修改主轴的实际转速(RSactual)和实际移动速度(MSactual)，以满足以下等式：RSdefault*CDdefault/2+MSdefault＝RSactual*CDactual/2+MSactual。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于对工件进行机加工的机器人系统，其包括：操纵器；机加工工具；以及控制器，其适于控制所述操纵器以根据如上所述的方法来操作所述机加工工具。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于通过机加工工具对工件进行机加工的系统，其包括：高度确定模块，其被配置为通过设定机加工工具的接触点高度来确定机加工工具上的定制接触点；工具移动模块，其被配置为使机加工工具抵靠工件移动以施加预定的机加工进给。
根据本发明的优选实施例，该系统还包括：碰撞检查模块，其被配置为在虚拟环境中检查接触点高度的可行性，以确保在其机加工路径中不存在凿击或碰撞；高度调节模块，其被配置为在没有通过所述检查的情况下调节接触点高度。
根据本发明的优选实施例，接触点高度被配置为在一个机加工路径中能够变化。
根据本发明的优选实施例，该系统还包括进给率控制模块，进给率控制模块被配置为在改变机加工工具的接触点高度时将机加工工具的进给率控制恒定。
根据本发明的优选实施例，机加工工具为回转形状。
根据本发明的优选实施例，该系统还包括：接触直径生成模块，其被配置为生成机加工工具的默认接触直径(CDdefault)；移动速度生成模块，其被配置为生成机加工工具的默认移动速度(MSdefault)；转速生成模块，其被配置为生成机加工工具的主轴的默认转速(RSdefault)；计算模块，其被配置为根据定制的接触点计算实际接触直径(CDactual)；修改模块，其被配置为修改主轴的实际转速(RSactual)和/或实际移动速度(MSactual)，以保持进给率不变。
根据本发明的优选实施例，修改模块被配置为在实际移动速度(MSactual)保持不变的情况下，将主轴的实际转速(RSactual)修改为(CDdefault/CDactual)*RSdefault。
根据本发明的优选实施例，修改模块被配置为在主轴的实际转速(RSactual)保持不变的情况下，将实际移动速度(MSactual)修改为(CDdefault-CDactual)*RSdefault)/2+MSdefault。
根据本发明的优选实施例，修改模块被配置为修改主轴的实际转速(RSactual)和实际移动速度(MSactual)，以满足以下等式：RSdefault*CDdefault/2+MSdefault＝RSactual*CDactual/2+MSactual。
与现有的技术相比，通过使用柔性接触点的新解决方案，更具体地，利用自动适应进给率，本发明可以实现以下几个优点
通过调节接触高度，本发明容易提高机加工效率。
本发明能够提供更多可用的选项，用于避免路径上的凿击和碰撞，并且能够对于机加工工具使用不同接触点。
本发明能够提高离线编程效率，并且还能够提供更灵活的工具路径和更合理的进给率。
本发明能够避免工具更换并减少循环时间。
本发明能够提高机加工精度。
当结合附图阅读时，本申请的实施例的其他特征和优点也将从以下对特定示例性实施例的描述中被理解，其中附图通过示例的方式示出了本发明的原理。
附图说明
通过参考附图对在说明书中说明的实施例进行详细解释，本公开的上述及其他特征将变得更加显而易见，其中相同的附图标记表示相同或相似的零件，并且其中：
图1示出了两种不同的常规机加工工具的截面图；
图2示出了机加工工具的常规工具路径的第一示意图；
图3示出了机加工工具的常规工具路径的第二示意图；
图4示出了根据本公开的实施例的两种不同的机加工工具的截面图；
图5示出了根据本公开的第一实施例的通过机加工工具对工件进行机加工的示意图
图6示出了根据本公开的第二实施例的通过机加工工具对工件进行机加工的示意图；
图7示出了根据本公开的第三实施例的通过机加工工具对工件进行机加工的示意图；
图8示出了根据本公开的第四实施例的通过机加工工具对工件进行机加工的示意图；
图9示出了根据本发明实施例的执行机加工过程的机器人系统。
具体实施方式
在下文中，将参照附图通过实施例详细描述本公开提供的解决方案。应当理解，这些实施例仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解和实现本公开而提供的，而不是为了以任何方式限制本公开的范围。
通常，权利要求书中使用的所有术语都应根据它们在技术领域中的普通含义来解释，除非本文明确地另有定义。所有对“一/一个/该/所述元件、零件、装置、布置等”的述及都将被开放地解释为指的是所述元件、设备、零件、装置，单元，步骤等的至少一个实例，而不排除多个这样的设备、零件、装置、单元、步骤等，除非明确地另有定义。此外，本文中使用的不定冠词“一/一个”不排除多个这样的步骤、单元、模块、设备和对象等。
一般而言，本申请的实施例提供了一种用于通过机加工工具对工件进行机加工的新的方法和系统。从下面的进一步讨论显而易见的是，灵活的接触点使得用户能够根据实际需要定制机加工工具上的接触点，从而可以实现高机加工效率，并可以避免凿击或碰撞。
贯穿本申请的各种实施例的描述，将省略对一些类似元件的重复描述。
接下来，将描述通过机加工工具(本公开的第一实施例能够在该机加工工具中实现)对工件进行机加工的示例。图4是能够应用本发明的两种不同的机加工工具的截面图。在机加工过程中，机加工工具抵靠工件相对地移动，以在机加工工具与工件之间施加机加工进给。即，机加工工具移动而工件保持静止，或者工件移动而机加工工具保持静止。例如，在图4中能够看到，该工具的形状像圆形截头锥体或椭圆体。在这些情况下，机加工工具为回转形状。但应该指出的是，本公开不限于此。然后，通过使机加工工具围绕其轴线旋转来提供主要运动，并且旋转的机加工工具从工件上的接触点移除材料以产生期望的形状，例如去毛刺和侧面机加工。进给运动通过机加工工具和工件的相对运动来实现。
为了克服上述使用默认的固定接触点的缺点，除了与机加工工具形状相关的参数之外，还可以引入另一参数(即接触点高度)来确定工具上的定制接触点，如图4所示。当针对机加工工具设定接触高度时，接触点被当然地确定。然后，离线编程将使用该点与工件接触并作用在工件上，并使用该点的法线来计算机加工对象的相对姿态。
利用该解决方案，用户可以通过设定机加工工具的接触点高度来确定机加工工具上的定制接触点，并且然后使机加工工具抵靠工件移动，以施加预定的机加工进给。
此外，可以在虚拟环境中检查接触点高度的可行性，以确保在其机加工路径中不存在凿击或碰撞；如果没有通过检查，则用户能够调节接触点高度。
如图5所示，由于工件边界的曲率变化大，所以沿着路径存在极大的曲率变化。使用默认的接触点高度，机加工工具将在工具接触点的半径(Rtool)大于零件的半径(Rpart)的点处凿击工件。当设定了较低的接触高度时，可以获得较小的接触直径，从而可以消除凿击。
另一个示例如图6所示。障碍物靠近机加工路径，因此在路径的一些部分中将存在与默认接触点高度的碰撞。当设定了较低的接触高度时，可以获得较小的接触直径，从而可以消除与障碍物的碰撞。
根据用户的常识，机加工效率与工具直径成比例。刀具直径越大，则能够实现越高的机加工效率。在没有碰撞的情况下，用户更喜欢在机加工过程中使用尽可能大的接触直径，因为他们希望定制设定一个机加工路径中的适应性接触点，以实现更高的机加工效率。例如，如图7和图8所示，接触点高度能够在一个机加工路径中变化。用户可以为了特殊目的设定较低的接触高度，以避免部分机加工路径中的凿击和碰撞，但沿着路径的其余部分使用较大的接触直径，以实现高机加工效率。
因此，本公开是有利的，因为通过根据不同的环境调节接触高度，容易提高机加工的机加工效率。此外，它提供了更多的选择，用于避免机加工路径中的凿击和碰撞，并且能够为工具使用不同的接触点。因此，能够提高离线编程效率，并使工具路径更灵活，进给率更合理。
此外，还引入自动适应进给率以更好地解决前述问题。
根据本发明的另一实施例，自动适应进给率与接触点一起引入，并且能够基于不同的接触点自动计算适当的进给率。通过将进给率与接触高度相结合的这种解决方案，机加工精度比无论接触高度怎样都使用相同的进给率的情况要好。这也可以减少编程时间，因为用户不需要手动设定进给率。
在一些实施例中，引入两个参数(即移动速度和主轴的转速)以表示两个进给率状态，如表1所示。
表1：默认接触直径和默认进给率
用户首先指定基于工具形状和接触高度参数计算的默认接触直径的默认进给率，从而获得默认参数值。
自动适应进给率的基本思想是，在与工件接触时保持速度全部相同。一般来说，有三种自动计算进给率的策略可用。
第一，如表2所示，用户能够保持移动速度不变，而是仅调节主轴的转速，如表2所示。
表2：保持移动速度
表3：保持主轴的转速
第二，如表3所示，用户能够保持主轴的转速不变，而是仅调节移动速度，如表3所示。
第三，用户能够同时修改主轴的实际转速(RSactual)和实际移动速度(MSactual)，以满足以下等式：RSdefault*CDdefault/2+MSdefault＝RSactual*CDactual/2+MSactual。
用户可以使用在过程中具有不同接触高度(即不同接触直径)的工具，然后可以通过如上所述的三种策略自动计算机加工目标的进给率。
因此，本公开是有利的，因为当改变机加工工具的接触点高度时，用户可以控制机加工工具的进给率使其适应性改变或恒定。因此，与主轴的不变的移动速度和不变的转速相比，机加工精度变得更好。
图9示出了根据本发明的实施例的执行机加工过程的机器人系统。机器人系统5包括操纵器500、机加工工具501和控制器502。操纵器500被布置成保持机加工工具501。控制器502可以被离线编程为控制操纵器500，以根据如上所述的方法来操作机加工工具501。
下面将进一步讨论本申请的另一个实施例。还提供了一种用于控制工件的机加工的系统。该系统包括：高度确定模块，其可以通过设定机加工工具的接触点高度来确定机加工工具上的定制接触点；工具移动模块，其能够使机加工工具抵靠工件移动以施加预定的机加工进给。
在一些实施例中，系统还包括：碰撞检查模块，其能够在虚拟环境中检查接触点高度的可行性，以确保在其机加工路径中不存在凿击或碰撞；高度调节模块，其能够在没有通过所述检查的情况下调节接触点高度。
在一些实施例中，接触点高度能够在一个机加工路径中变化。
在一些实施例中，系统还包括：进给率控制模块，进给率控制模块能够在改变机加工工具的接触点高度时控制机加工工具的进给率恒定。
在一些实施例中，机加工工具为回转形状。
在一些实施例中，系统还包括：接触直径生成模块，其能够生成机加工工具的默认接触直径(CDdefault)；移动速度生成模块，其能够生成机加工工具的默认移动速度(MSdefault)；转速生成模块，其能够生成机加工工具的主轴的默认转速(RSdefault)；计算模块，其能够根据定制的接触点计算实际接触直径(CDactual)；修改模块，其能够修改主轴的实际转速(RSactual)和/或实际移动速度(MSactual)，以保持进给率不变。
在一些实施例中，修改模块能够在实际移动速度(MSactual)保持不变的情况下，将主轴的实际转速(RSactual)修改为(CDdefault/CDactual)*RSdefault。
在一些实施例中，修改模块能够在主轴的实际转速(RSactual)保持不变的情况下，将实际移动速度(MSactual)修改为(CDdefault-CDactual)*RSdefault)/2+MSdefault。
在一些实施例中，修改模块能够修改主轴的实际转速(RSactual)和实际移动速度(MSactual)，以满足以下等式：RSdefault*CDdefault/2+MSdefault＝RSactual*CDactual/2+MSactual。
应当理解，如上参照图4至图8所描述的特征都适用于所述系统。此外，系统的零件可以是硬件模块或软件单元模块。例如，在一些实施例中，系统可以部分地或完全地用软件和/或固件实现，例如，实现为体现在计算机可读介质中的计算机程序产品。替代地或另外地，所述系统可以部分地或完全地基于硬件来实现，例如，实现为集成电路(IC)、专用集成电路(ASIC)、片上系统(SOC)、现场可编程门阵列(FPGA)，等等。本公开的范围在这方面不受限制。
在上文中，已经参照附图通过实施例详细描述了本公开的实施例。应当理解，虽然本说明书包含许多具体的实施细节，但是这些细节不应被解释为对任何发明的范围或所要求保护的范围的限制，而是作为对特定发明的特定实施例特定的特征的描述。在本说明书中在各个实施例的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施例中组合实现。相反，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以分开地或以任何合适的子组合在多个实施例中实现。此外，尽管特征可能在前面被描述为以特定的组合起作用并且甚至最初是这样要求保护的，但来自要求保护的组合的一个或多个特征在某些情况下可以从组合中被删除，并且要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变型。
鉴于前面的描述，当结合附图阅读时，对本公开的前述示例性实施例的各种修改、改变对于相关领域的技术人员来说可以变得显而易见。任何和所有的修改仍将落在本公开的非限制性的示例性实施例的范围内。此外，本公开的这些实施例所属的领域的技术人员在受益于前面的描述和相关附图中提供的教导时将会想到本文所阐述的公开内容的其他实施例。
因此，应当理解，本公开的实施例不限于所公开的具体实施例，并且修改和其他实施例旨在被包括在所附权利要求的范围内。虽然这里使用了具体的术语，但它们仅在一般性和描述性的意义上使用，而不是为了限制的目的。

Claims (19)

1.一种通过机加工工具对工件进行机加工的方法，包括：
通过设定所述机加工工具的接触点高度在所述机加工工具上确定定制的接触点；
使所述机加工工具抵靠所述工件移动以施加预定的机加工进给。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
在虚拟环境中检查所述接触点高度的可行性，以确保在其机加工路径中不存在凿击或碰撞；
如果没有通过检查，则调节所述接触点高度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述接触点高度被配置为在一个机加工路径中能够变化。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
在改变所述机加工工具的接触点高度时将所述机加工工具的进给率控制为恒定。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：
所述机加工工具为回转形状。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：
生成所述机加工工具的默认接触直径(CDdefault)；
生成所述机加工工具的默认移动速度(MSdefault)；
生成所述机加工工具的主轴的默认转速(RSdefault)；
根据定制的接触点计算实际接触直径(CDactual)；
修改所述主轴的实际转速(RSactual)和/或实际移动速度(MSactual)，以保持进给率不变。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：
如果实际移动速度(MSactual)保持不变，则将所述主轴的实际转速(RSactual)修改为(CDdefault/CDactual)*RSdefault。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：
如果所述主轴的实际转速(RSactual)保持不变，则将实际移动速度(MSactual)修改为(CDdefault-CDactual)*RSdefault)/2+MSdefault。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：
修改所述主轴的实际转速(RSactual)和实际移动速度(MSactual)，以满足以下等式：
RSdefault*CDdefault/2+MSdefault＝RSactual*CDactual/2+MSactual。
10.一种用于对工件进行机加工的机器人系统，包括：
操纵器；
机加工工具；以及
控制器，所述控制器适于控制所述操纵器以根据如权利要求1至9中任一项所述的方法来操作所述机加工工具。
11.一种用于通过机加工工具对工件进行机加工的系统，包括：
高度确定模块，被配置为通过设定所述机加工工具的接触点高度来确定所述机加工工具上的定制接触点；
工具移动模块，被配置为使所述机加工工具抵靠所述工件移动以施加预定的机加工进给。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
碰撞检查模块，被配置为在虚拟环境中检查所述接触点高度的可行性，以确保在其机加工路径中不存在凿击或碰撞；
高度调节模块，被配置为在没有通过所述检查的情况下调节所述接触点高度。
13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于：
所述接触点高度被配置为在一个机加工路径中能够变化。
14.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
进给率控制模块，被配置为在改变所述机加工工具的接触点高度时将所述机加工工具的进给率控制为恒定。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于：
所述机加工工具为回转形状。
16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
接触直径生成模块，被配置为生成所述机加工工具的默认接触直径(CDdefault)；
移动速度生成模块，被配置为生成所述机加工工具的默认移动速度(MSdefault)；
转速生成模块，被配置为生成所述机加工工具的主轴的默认转速(RSdefault)；
计算模块，被配置为根据定制的接触点计算实际接触直径(CDactual)；
修改模块，被配置为修改所述主轴的实际转速(RSactual)和/或实际移动速度(MSactual)，以保持进给率不变。
17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于:
所述修改模块被配置为在实际移动速度(MSactual)保持不变的情况下，将所述主轴的实际转速(RSactual)修改为(CDdefault/CDactual)*RSdefault。
18.根据权利要求16所述的系统，其特征在于:
所述修改模块被配置为在所述主轴的实际转速(RSactual)保持不变的情况下，将实际移动速度(MSactual)修改为(CDdefault-CDactual)*RSdefault)/2+MSdefault。
19.根据权利要求16所述的系统，其特征在于:
所述修改模块被配置为修改所述主轴的实际转速(RSactual)和实际移动速度(MSactual)，以满足以下等式：
RSdefault*CDdefault/2+MSdefault＝RSactual*CDactual/2+MSactual。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017079892A1 (en) * 2015-11-10 2017-05-18 Abb Schweiz Ag A method and system for machining, and a robot system
GB2557952B (en) * 2016-12-16 2022-06-15 Zeeko Innovations Ltd Methods and apparatus for shaping workpieces
JP7120512B2 (ja) * 2019-11-22 2022-08-17 Smc株式会社 軌跡制御装置

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4897586A (en) * 1988-03-30 1990-01-30 Toyoda Koko Kabushiki Kaisha Electric control apparatus for industrial robot
EP0421618A2 (en) * 1989-10-05 1991-04-10 ROLLS-ROYCE plc Compliant mount and mechanical stop
JPH07132435A (ja) * 1993-11-08 1995-05-23 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> ロボット作業算出教示方法
US5827020A (en) * 1995-07-11 1998-10-27 Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha Numerical control apparatus
CA2407248A1 (en) * 2000-04-28 2001-11-08 Dipl.Ing. Laempe Gmbh Device for mechanically rough machining and/or finish machining cast parts
CN101774048A (zh) * 2010-03-15 2010-07-14 陕西秦川机械发展股份有限公司 一种锥齿轮加工方法
DE102011086051A1 (de) * 2011-11-10 2013-07-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Aufsatz für ein spanabhebendes Werkzeug
CN103311114A (zh) * 2012-03-09 2013-09-18 株式会社迪思科 切削装置
CN103302752A (zh) * 2012-03-09 2013-09-18 株式会社迪思科 切削方法
US20130317646A1 (en) * 2012-05-24 2013-11-28 Fanuc Corporation Robot program changing device
CN104249195A (zh) * 2013-06-28 2014-12-31 发那科株式会社 具备视觉传感器和力传感器的毛刺去除装置
CN104972362A (zh) * 2014-04-14 2015-10-14 沈阳远大科技园有限公司 智能力控机器人磨削加工系统和方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4054010A (en) * 1976-01-20 1977-10-18 Headway Research, Inc. Apparatus for grinding edges of planar workpieces
US4777769A (en) * 1987-04-13 1988-10-18 General Electric Company System and method of automated grinding
JPS63288658A (ja) * 1987-05-21 1988-11-25 Mitsubishi Electric Corp バリ取り用ロボット装置
US5126645A (en) * 1989-09-30 1992-06-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Grinder robot
DE4110209C2 (de) * 1991-03-28 1993-11-18 Roland Man Druckmasch Vorrichtung zur Justierung einer CNC-gesteuerten Schleifmaschine
US5668453A (en) * 1993-11-05 1997-09-16 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Method of calculating points and normal lines of contact and apparatus therefor
JP4162332B2 (ja) * 1999-07-07 2008-10-08 株式会社ニデック 眼鏡レンズ加工装置
US6439961B1 (en) * 2000-01-21 2002-08-27 Hammond Machinery Builders, Inc. Machining cell and method for deburring the root of a turbine blade
US8784155B2 (en) * 2011-05-16 2014-07-22 Huaizhong Guo Multi-carriage symmetrical numerically controlled coordinate grinding machine
JP5708324B2 (ja) * 2011-07-11 2015-04-30 日本精工株式会社 研削加工盤及び研削加工方法
KR101307958B1 (ko) * 2012-05-15 2013-09-12 니탄 밸브 가부시키가이샤 환봉재의 양단면 가공 방법
US20140113525A1 (en) * 2012-10-22 2014-04-24 Apple Inc. Methods for finishing surfaces using tool center point shift techniques
JP6127530B2 (ja) * 2013-01-17 2017-05-17 株式会社ニデック 眼鏡レンズ加工装置および加工制御データ作成プログラム
CN107848046A (zh) * 2015-09-29 2018-03-27 Abb瑞士股份有限公司 用于机加工的方法和系统
WO2017079892A1 (en) * 2015-11-10 2017-05-18 Abb Schweiz Ag A method and system for machining, and a robot system
JP6457435B2 (ja) * 2016-05-26 2019-01-23 ファナック株式会社 研削ロボットシステム
GB201614685D0 (en) * 2016-08-31 2016-10-12 Rolls Royce Plc Method and apparatus for monitoring abrasive machining
JP6457468B2 (ja) * 2016-12-08 2019-01-23 ファナック株式会社 バリ取り装置

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4897586A (en) * 1988-03-30 1990-01-30 Toyoda Koko Kabushiki Kaisha Electric control apparatus for industrial robot
EP0421618A2 (en) * 1989-10-05 1991-04-10 ROLLS-ROYCE plc Compliant mount and mechanical stop
JPH07132435A (ja) * 1993-11-08 1995-05-23 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> ロボット作業算出教示方法
US5827020A (en) * 1995-07-11 1998-10-27 Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha Numerical control apparatus
CA2407248A1 (en) * 2000-04-28 2001-11-08 Dipl.Ing. Laempe Gmbh Device for mechanically rough machining and/or finish machining cast parts
CN1426342A (zh) * 2000-04-28 2003-06-25 莱姆普工程师有限公司 铸件机械粗加工和/或精加工设备
CN101774048A (zh) * 2010-03-15 2010-07-14 陕西秦川机械发展股份有限公司 一种锥齿轮加工方法
DE102011086051A1 (de) * 2011-11-10 2013-07-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Aufsatz für ein spanabhebendes Werkzeug
CN103311114A (zh) * 2012-03-09 2013-09-18 株式会社迪思科 切削装置
CN103302752A (zh) * 2012-03-09 2013-09-18 株式会社迪思科 切削方法
US20130317646A1 (en) * 2012-05-24 2013-11-28 Fanuc Corporation Robot program changing device
CN104249195A (zh) * 2013-06-28 2014-12-31 发那科株式会社 具备视觉传感器和力传感器的毛刺去除装置
CN104972362A (zh) * 2014-04-14 2015-10-14 沈阳远大科技园有限公司 智能力控机器人磨削加工系统和方法

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Publication number Publication date
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EP3374128A1 (en) 2018-09-19
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