CN111687837B - 一种打磨抛光机器人及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及人机交互打磨机器人技术领域，具体涉及一种打磨抛光机器人及其控制方法，其中打磨抛光机器人包括机械臂、集线盒、打磨工具、旋转电机以及连接板；所述机械臂上部一侧固定安装用于线路集中收纳的集线盒，机械臂下端固定安装有连接板，所述连接板上固定安装有旋转电机，所述旋转电机的下端输出轴固定安装有打磨工具；所述机器人与控制终端之间通过无线路由器建立网络控制信号连接。本申请实现关节机器人的远程操控下进行手动或自动打磨技术，既充分发挥了关机器人的柔性和高效的特点，又有解决了打磨环境对人员健康和安全的影响，具有较好的经济效益及推广应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及人机交互打磨机器人技术领域，具体涉及一种打磨抛光机器人及其控制方法。
背景技术
当前，在铸件打磨技术领域，多数车间通常采用人工打磨方式。但是，人工打磨方式通常存在如下问题：1、人工打磨效率较低，导致在遇到批量打磨需求时，传统的打磨方式难以满足工件的批量打磨需求；2、传统工件打磨质量较差，表面打磨精度较低，导致表面打磨之后仍然比较粗糙，难以满足高精度打磨的需求；3、传统的人工打磨方式，针对异形孔及凹坑部位，通常难以打磨，容易造成严重的打磨缺陷。
因此，基于上述，本申请通过构建人机协同运作的机器人打磨系统，通过控制系统对工件表面进行高精度打磨，实现打磨质量及效率的有效提高，并通过旋转锉刀等打磨工具，实现异形孔及凹坑的有效打磨，进而解决现有技术存在的不足和缺陷，满足客户对高精度高效率工件打磨的需求。
发明内容
本发明的目的就在于：针对目前存在的上述问题，通过构建人机协同运作的机器人打磨系统，通过控制系统对工件表面进行高精度打磨，实现打磨质量及效率的有效提高，并通过旋转锉刀等打磨工具，实现异形孔及凹坑的有效打磨，进而解决现有技术存在的不足和缺陷，满足客户对高精度高效率工件打磨的需求。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种打磨抛光机器人，所述机器人包括机械臂、集线盒、打磨工具、旋转电机以及连接板；所述机械臂上部一侧固定安装用于线路集中收纳的集线盒，机械臂下端固定安装有连接板，所述连接板上固定安装有旋转电机，所述旋转电机的下端输出轴固定安装有打磨工具；所述机器人与控制终端之间通过无线路由器建立网络控制信号连接。
优选的，所述控制终端为台式或笔记本计算机，控制终端配置有显示触屏，且控制终端内部安装有主CPU。
优选的，所述连接板为金属弯折板，连接板按照90°的折叠角度形成阶梯弯折结构；所述连接板上开设有多个用于连接零部件的圆形连接孔。
优选的，所述旋转电机的顶部固定焊接安装有圆形钢质连接盘，连接盘上阵列开设有多个与所述连接板上的连接孔相匹配的圆形固定孔；所述旋转电机的下端外沿固定焊接有圆环形安装座，所述安装座的底部固定安装有激光测距仪；所述旋转电机的下端输出轴底端开设有向内凹陷的圆形安装槽，所述安装槽的侧壁开设有螺纹通孔；所述打磨工具包括旋转锉刀及毛刷；所述打磨工具的上端设置有圆柱形连接柄，所述连接柄的中心位置设置有圆柱形连接头；所述连接头嵌入安装到所述安装槽内；所述连接头的侧面开设有与所述螺纹通孔相互匹配的螺纹侧孔，所述连接头与连接槽之间通过螺钉同时配合嵌入螺纹通孔及侧孔中进行固定连接；所述连接头底部四周开设有环形连接槽。
优选的，所述机器人为关节机器人；所述机械臂为6轴力觉传感机械臂。
如上所述的一种打磨抛光机器人的控制方法，通过控制终端的触摸屏对整个机器人系统进行打磨控制，控制终端内部安装主CPU，控制终端通过主CPU与机器人电柜以及工控机之间建立TCP/IP协议连接；所述机械臂通过工控机执行位移操作运动；所述连接柄上同时配套安装力觉传感器以及激光位移传感器；通过力觉传感器获取工作现场的打磨力度，并传输到主CPU中，避免打磨工具与工件之间发生较大力度的碰撞而损坏打磨工具；通过激光位移传感器探测打磨工具的位移数据，并传输到主CPU内进行储存；打磨工件安装在转台上，并通过变频器及液压站联合控制转台的方位及运动，方便打磨工件的翻转及方位调整；在控制终端旁边配套操作椅以及操作手柄，所述操作手柄包括三轴位移操作手柄及两轴位移操作手柄并连接工控机，方便操作员对机器人运动进行远程无线操控。
优选的，所述工控机通过与控制终端的触摸屏、三轴平移手柄和两轴转动手柄的连接，分别完成机器人加工参数设置，机器人平移操作及机器人旋转操作；所述工控机通过与力传感器和位移传感器的信息交换，实现机器人的力位反馈控制；触摸屏、工控机、机器人控制柜分别对应人机交互程序、控制主程序和机器人运动程序，共同实现人机交互打磨操控。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
首先，通过人机交互方式，实现了打磨系统的无线控制及人机交互工作，利于提高铸件打磨智能化程度，实现生产效率及打磨质量的提高。
其次，在打磨生产过程中，首先通过毛刷对工件大面进行打磨处理，再结合旋转锉刀对异形孔以及细小凹坑等部位进行打磨，利于有效解决传统打磨方式难以打磨异形孔的不足和缺陷，利于提高打磨精度及打磨质量。
再一方面，本申请实现关节机器人的远程操控下进行手动或自动打磨技术，既充分发挥了关机器人的柔性和高效的特点，又有解决了打磨环境对人员健康和安全的影响，具有较好的经济效益及推广应用价值。
附图说明
图1为本发明的关节机器人机械臂结构示意图；
图2为本发明的连接板结构示意图；
图3为本发明的打磨工具安装结构示意图；
图4为本发明的控制终端与机器人之间的通讯连接示意图；
图5为本发明的打磨机器人电气控制连接图。
图中：1、打磨工具；2、旋转电机；3、集线盒；4、机械臂；5、连接板；6、连接孔；7、连接盘；8、固定孔；9、安装座；10、位移传感器；11、连接头；12、螺纹孔；13、螺钉；14、连接槽；15、连接柄；16、控制终端；17、无线路由器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1，如图1-5所示：
一种打磨抛光机器人，所述机器人包括机械臂4、集线盒3、打磨工具1、旋转电机2以及连接板5；所述机械臂4上部一侧固定安装用于线路集中收纳的集线盒3，机械臂4下端固定安装有连接板5，所述连接板5上固定安装有旋转电机2，所述旋转电机2的下端输出轴固定安装有打磨工具1；所述机器人与控制终端16之间通过无线路由器17建立网络控制信号连接。
优选的，所述控制终端16为台式或笔记本计算机，控制终端16配置有显示触屏，且控制终端16内部安装有主CPU。
优选的，所述连接板5为金属弯折板，连接板5按照90°的折叠角度形成阶梯弯折结构；所述连接板5上开设有多个用于连接零部件的圆形连接孔6。
优选的，所述旋转电机2的顶部固定焊接安装有圆形钢质连接盘7，连接盘7上阵列开设有多个与所述连接板5上的连接孔6相匹配的圆形固定孔8；所述旋转电机2的下端外沿固定焊接有圆环形安装座9，所述安装座9的底部固定安装有激光测距仪；所述旋转电机2的下端输出轴底端开设有向内凹陷的圆形安装槽，所述安装槽的侧壁开设有螺纹通孔；所述打磨工具1包括旋转锉刀及毛刷；所述打磨工具1的上端设置有圆柱形连接柄15，所述连接柄15的中心位置设置有圆柱形连接头11；所述连接头11嵌入安装到所述安装槽内；所述连接头11的侧面开设有与所述螺纹通孔相互匹配的螺纹侧孔，所述连接头11与连接槽14之间通过螺钉13同时配合嵌入螺纹通孔及侧孔中进行固定连接；所述连接头11底部四周开设有环形连接槽14。
优选的，所述机器人为关节机器人；所述机械臂4为6轴力觉传感机械臂4。
如上所述的一种打磨抛光机器人的控制方法，通过控制终端16的触摸屏对整个机器人系统进行打磨控制，控制终端16内部安装主CPU，控制终端16通过主CPU与机器人电柜以及工控机之间建立TCP/IP协议连接；所述机械臂4通过工控机执行位移操作运动；所述连接柄15上同时配套安装力觉传感器以及激光位移传感器10；通过力觉传感器获取工作现场的打磨力度，并传输到主CPU中，避免打磨工具1与工件之间发生较大力度的碰撞而损坏打磨工具1；通过激光位移传感器10探测打磨工具1的位移数据，并传输到主CPU内进行储存；打磨工件安装在转台上，并通过变频器及液压站联合控制转台的方位及运动，方便打磨工件的翻转及方位调整；在控制终端16旁边配套操作椅以及操作手柄，所述操作手柄包括三轴位移操作手柄及两轴位移操作手柄并连接工控机，方便操作员对机器人运动进行远程无线操控。
优选的，所述工控机通过与控制终端16的触摸屏、三轴平移手柄和两轴转动手柄的连接，分别完成机器人加工参数设置，机器人平移操作及机器人旋转操作；所述工控机通过与力传感器和位移传感器10的信息交换，实现机器人的力位反馈控制；触摸屏、工控机、机器人控制柜分别对应人机交互程序、控制主程序和机器人运动程序，共同实现人机交互打磨操控。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
首先，通过人机交互方式，实现了打磨系统的无线控制及人机交互工作，利于提高铸件打磨智能化程度，实现生产效率及打磨质量的提高。
其次，在打磨生产过程中，首先通过毛刷对工件大面进行打磨处理，再结合旋转锉刀对异形孔以及细小凹坑等部位进行打磨，利于有效解决传统打磨方式难以打磨异形孔的不足和缺陷，利于提高打磨精度及打磨质量。
再一方面，本申请实现关节机器人的远程操控下进行手动或自动打磨技术，既充分发挥了关机器人的柔性和高效的特点，又有解决了打磨环境对人员健康和安全的影响，具有较好的经济效益及推广应用价值。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (1)
1.一种打磨抛光机器人，其特征在于：所述机器人包括机械臂、集线盒、打磨工具、旋转电机以及连接板；所述机械臂上部一侧固定安装用于线路集中收纳的集线盒，机械臂下端固定安装有连接板，所述连接板上固定安装有旋转电机，所述旋转电机的下端输出轴固定安装有打磨工具；所述机器人与控制终端之间通过无线路由器建立网络控制信号连接；
所述控制终端为台式或笔记本计算机，控制终端配置有显示触屏，且控制终端内部安装有主CPU；
所述连接板为金属弯折板，连接板按照90°的折叠角度形成阶梯弯折结构；所述连接板上开设有多个用于连接零部件的圆形连接孔；
所述旋转电机的顶部固定焊接安装有圆形钢质连接盘，连接盘上阵列开设有多个与所述连接板上的连接孔相匹配的圆形固定孔；所述旋转电机的下端外沿固定焊接有圆环形安装座，所述安装座的底部固定安装有激光测距仪；所述旋转电机的下端输出轴底端开设有向内凹陷的圆形安装槽，所述安装槽的侧壁开设有螺纹通孔；所述打磨工具包括旋转锉刀及毛刷；所述打磨工具的上端设置有圆柱形连接柄，所述连接柄的中心位置设置有圆柱形连接头；所述连接头嵌入安装到所述安装槽内；所述连接头的侧面开设有与所述螺纹通孔相互匹配的螺纹侧孔，所述连接头与连接槽之间通过螺钉同时配合嵌入螺纹通孔及侧孔中进行固定连接；所述连接头底部四周开设有环形连接槽；
所述机器人为关节机器人；所述机械臂为6轴力觉传感机械臂；
所述的一种打磨抛光机器人的控制方法为：通过控制终端的触摸屏对整个机器人系统进行打磨控制，控制终端内部安装主CPU，控制终端通过主CPU与机器人电柜以及工控机之间建立TCP/IP协议连接；所述机械臂通过工控机执行位移操作运动；所述连接柄上同时配套安装力觉传感器以及激光位移传感器；通过力觉传感器获取工作现场的打磨力度，并传输到主CPU中，避免打磨工具与工件之间发生较大力度的碰撞而损坏打磨工具；通过激光位移传感器探测打磨工具的位移数据，并传输到主CPU内进行储存；打磨工件安装在转台上，并通过变频器及液压站联合控制转台的方位及运动，方便打磨工件的翻转及方位调整；在控制终端旁边配套操作椅以及操作手柄，所述操作手柄包括三轴位移操作手柄及两轴位移操作手柄并连接工控机，方便操作员对机器人运动进行远程无线操控；
所述工控机通过与控制终端的触摸屏、三轴平移手柄和两轴转动手柄的连接，分别完成机器人加工参数设置，机器人平移操作及机器人旋转操作；所述工控机通过与力传感器和位移传感器的信息交换，实现机器人的力位反馈控制；触摸屏、工控机、机器人控制柜分别对应人机交互程序、控制主程序和机器人运动程序，共同实现人机交互打磨操控。
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