发明内容
鉴于上述状况,有必要提供一种校准系统、校准方法及校准装置,以解决上述问题。
本申请第一方面提供一种校准系统,用于确定打磨头的基准信息以通过该打磨头打磨工件,该基准信息包含第一位置,该校准系统包含:
该打磨头;控制器,耦接该打磨头且用于控制该打磨头沿第一方向运动;传感模组,用于基于该打磨头沿第一方向运动,感测该打磨头及该工件的至少一个所受的力,以形成第一压力值;该控制器,进一步用于:确定该第一压力值超过预设值;基于该第一压力值超过预设值,确定该第一位置。
进一步地,其中该基准信息包含第二位置、第一姿态及第二姿态,该第一方向与第二方向垂直,该控制器,进一步用于控制该打磨头沿该第二方向运动;该传感模组,进一步用于基于该打磨头沿第二方向运动,感测该打磨头及该工件的至少一个所受的力,以形成第二压力值;该控制器,进一步用于:确定该第二压力值超过预设值;基于该第二压力值超过预设值,以确定该第二位置、该第一姿态及该第二姿态的至少一个。
进一步地,其中该基准信息包含第三姿态,该控制器,进一步用于:调整该打磨头的位置,以使该打磨头的中轴线在该第一方向上;控制该打磨头沿该第二方向运动;该传感模组,进一步用于基于该打磨头沿该第二方向运动,感测该打磨头及该工件的至少一个所受的力,以形成第三压力值;该控制器,进一步用于:确定该第三压力值超过预设值;基于该第三压力值超过预设值,以确定该第三姿态。
进一步地,其中该传感模组,进一步用于:基于该打磨头沿第一方向运动,感测施加在该打磨头上的沿该第一方向上的力,以形成该第一压力值。
进一步地,其中该传感模组,进一步用于:基于该打磨头沿第一方向运动,感测该打磨头施加在该工件上的沿该第一方向上的力,以形成该第一压力值。
进一步地,其中该传感模组,进一步用于:基于该打磨头沿第一方向运动,感测该工件的沿该第一方向上受到的力,以形成该第一压力值。
进一步地,该控制器,进一步用于:调整该打磨头为第一姿态;控制该打磨头沿第一方向运动;该传感模组,进一步用于:基于该打磨头以第一姿态沿第一方向运动,感测该打磨头及该工件的至少一个所受的力,形成该第一压力值。
本申请第二方面提供一种校准方法,用于确定打磨头的基准信息,该基准信息包含第一位置,该校准方法包含:控制该打磨头沿第一方向运动;基于该打磨头沿第一方向运动,感测该打磨头及工件的至少一个所受的力,以形成第一压力值,该打磨头用于打磨该工件;确定该第一压力值超过预设值;基于该第一压力值超过预设值,以确定该第一位置。
进一步地,其中该基准信息包含第二位置、第一姿态及第二姿态,该第一方向与第二方向垂直,该校准方法进一步包含:控制该打磨头沿该第二方向运动;基于该打磨头沿第二方向运动,感测该打磨头及该工件的至少一个所受的力,以形成第二压力值;确定该第二压力值超过预设值;基于该第二压力值超过预设值,以确定该第二位置、该第一姿态及该第二姿态的至少一个。
进一步地,其中该基准信息包含第三姿态,该校准方法进一步包含:调整该打磨头的位置,以使该打磨头的中轴线在该第一方向上;控制该打磨头沿该第二方向运动;基于该打磨头沿该第二方向运动,感测该打磨头及该工件的至少一个所受的力,以形成第三压力值;确定该第三压力值超过预设值;基于该第三压力值超过预设值,以确定该第三姿态。
进一步地,该校准方法进一步包含:控制该打磨头再次沿该第一方向运动;基于该打磨头再次沿该第一方向运动,感测该打磨头及该工件的至少一个所受的力,以形成第四压力值;确定该第四压力值超过预设值;基于该第四压力值超过预设值,确定当前该打磨头的位置为该第一位置。
进一步地,其中该形成第一压力值的步骤,包含:基于该打磨头沿第一方向运动,感测施加在该打磨头上的沿该第一方向上的力,以形成该第一压力值。
进一步地,其中该形成第一压力值的步骤,包含:基于该打磨头沿第一方向运动,感测该打磨头施加在该工件上的沿该第一方向上的力,以形成该第一压力值。
进一步地,其中该形成第一压力值的步骤,包含:基于该打磨头沿第一方向运动,感测该工件的沿该第一方向上受到的力,以形成该第一压力值。
本申请第三方面提供一种校准系统,用于确定打磨头的基准信息以通过该打磨头打磨工件,该基准信息包含第一位置,该校准系统包含:该打磨头;控制器,耦接该打磨头且用于控制该打磨头沿第一方向运动;接收来自传感模组的第一压力值,该第一压力值形成于该传感模组基于该打磨头沿第一方向运动,感测该打磨头及该工件的至少一个所受的力;确定该第一压力值超过预设值;基于该第一压力值超过预设值,确定该第一位置。
进一步地,其中该基准信息包含第二位置、第一姿态及第二姿态,该第一方向与第二方向垂直,该控制器,进一步用于:控制该打磨头沿该第二方向运动;接收来自该传感模组的第二压力值,该第二压力值形成于该传感模组基于该打磨头沿第二方向运动,感测该打磨头及该工件的至少一个所受的力;确定该第二压力值超过预设值;基于该第二压力值超过预设值,以确定该第二位置、该第一姿态及该第二姿态的至少一个。
进一步地,其中该基准信息包含第三姿态,该控制器,进一步用于:调整该打磨头的位置,以使该打磨头的中轴线在该第一方向上;控制该打磨头沿该第二方向运动;接收来自该传感模组的第三压力值,该第三压力值形成于该传感模组基于该打磨头沿该第二方向运动,感测该打磨头及该工件的至少一个所受的力;确定该第三压力值超过预设值;基于该第三压力值超过预设值,以确定该第三姿态。
进一步地,其中该第一压力值形成于该传感模组基于该打磨头沿第一方向运动,感测施加在该打磨头上的沿该第一方向上的力。
进一步地,其中该第一压力值形成于该传感模组基于该打磨头沿第一方向运动,感测该打磨头施加在该工件上的沿该第一方向上的力。
进一步地,其中该第一压力值形成于该传感模组基于该打磨头沿第一方向运动,感测该工件的沿该第一方向上受到的力。
进一步地,其中该控制器,进一步用于:调整该打磨头为第一姿态;控制该打磨头沿第一方向运动;接收来自该传感模组的该第一压力值,该第一压力值形成于该传感模组基于该打磨头以第一姿态沿第一方向运动,感测该打磨头及该工件的至少一个所受的力。
本申请第四方面提供一种校准装置,包含:承载模组,包含承载部,该承载部用于直接或间接承受来自打磨头的力及力矩的至少一个;传感模组,耦接该承载模组,用于感測该力及力矩的至少一个,形成该承载模组的压力值;该校准装置,用于基于该压力值,确定该打磨头的基准信息。
进一步地,其中该打磨头包含打磨面,该打磨面连接第一校正块,该第一校正块包含第一面及第二面,该第一面抵接该打磨面,该第二面直接或间接抵接该承载部,该第一校正块用于:通过该第一面承受该力及力矩的至少一个;通过该第二面传导该力及力矩的至少一个至该承载部。
进一步地,其中该打磨面与该第一面为曲面,该打磨面的曲率半径大于该第一面的曲率半径。
进一步地,其中该打磨头包含打磨面,该打磨面与第一校正块配合,该第一校正块包含固定部及第二面,该固定部与该打磨头可拆装连接,该第二面直接或间接抵接该承载部,该第一校正块用于:通过该固定部承受来自该打磨头的力及力矩的至少一个;通过该第二面传导该力及力矩的至少一个至该承载部。
进一步地,其中该承载部连接第二校正块,该第一校正块的中轴线在第一方向上;该第二校正块包含第三面及第四面,该第三面抵接该第二面,该第四面抵接该承载部,该第二校正块用于:通过该第三面承受来自该第一校正块的力及力矩的至少一个;通过该第四面传导来自该打磨头的力至该承载部。
进一步地,其中该第二面为平面,平面度小于或等于0.02mm,该第三面为平面,平面度小于或等于0.02mm,该第三面与该第四面平行,平行度小于或等于0.01mm,该第四面为平面,平面度小于或等于0.02mm。
进一步地,其中该第一校正块的中轴线在第二方向上;该第二校正块,还包含第五面和第六面,该第五面抵接该第二面,该第六面抵接该承载部,该第二校正块进一步用于:通过该第五面承受来自该第一校正块的力及力矩的至少一个;通过该第六面传导来自该打磨头的力至该承载部。
进一步地,其中该第五面为平面,平面度小于或等于0.02mm;该第六面为平面,平面度小于或等于0.02mm;该第五面与该第六面平行,平行度小于或等于0.01mm;该第三面与该第五面垂直,垂直度小于或等于0.01mm。
进一步地,其中该承载模组进一步包含:底座;连接部,连接该承载部及该底座;该传感模组,设于该连接部上,用于将来自该承载部的力及力矩的至少一个,形成该压力值。
进一步地,其中该承载部的受力范围为0至10 0N间。
上述校准系统、校准方法及校准装置通过获取打磨头及工件沿预设方向的力,并基于该压力值超过预设值确定基准信息的第一位置,即确定打磨头的打磨起始点,校准装置的结构简单,校准方法自动化校准,节省人力,校准速度较快,提升校准效率,基于压力值校准的校准精确较高。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
需要说明的是,当一个元件或组件被认为是“连接”另一个元件或组件,它可以是直接连接到另一个元件或组件或者可能同时存在居中设置的元件或组件。当一个元件或组件被认为是“设置在”另一个元件或组件,它可以是直接设置在另一个元件或组件上或者可能同时存在居中设置的元件或组件。除非另有定义,本申请所使用的所有的技术及科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本申请中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。本申请所使用的术语“及/或”包含一个或多个相关的所列项目的任意的及所有的组合。
本申请的各种实施方式可采取完全或部分硬件实施方式、完全或部分软件实施方式、或软件与硬件的组合(例如,固件实施方式)的形式。此外,如这里所描述的,本申请的各种实施方式(例如,系统和方法)可以采取计算机程序产品的形式,该计算机程序产品包含具有比如计算机软件的计算机可访问指令(例如,计算机可读和/或计算机可执行指令)的计算机可读非暂时性存储介质,该计算机可访问指令被编码或被实施在这种存储介质中。
这些指令可由一个或多个处理器读取或存取和执行以执行或允许执行本申请描述的操作。指令可以以任何合适的形式提供,例如,源代码、编译代码、解释代码、可执行代码、静态代码、动态代码、汇编码、前述的组合等。可以使用任何合适的计算机可读非暂时性存储介质来形成计算机程序产品。例如,计算机可读介质可以包含任何有形的非暂时性介质,用于以可由与其功能性耦接的一个或多个计算机或处理器读取或以其他方式可访问的形式存储信息。非暂时性存储介质可以被实施为或可以包含ROM;RAM;磁盘存储介质;光学存储介质;闪存等。
这里参考方法、系统、设备和计算机程序产品的框图和流程图来描述操作环境和技术的至少一些实施方式。可以理解,框图和流程图中的每个框以及框图和流程图中的框的组合可以分别由计算机可访问指令来实现。在某些实现方式中,可以将计算机可访问指令加载或并入通用计算机、专用计算机或其他可编程信息处理设备中以产生特定机器,使得可以响应于在计算机或处理设备处的执行来实现在一个或多个流程图块中指定的操作或功能。
除非另有明确示出,否则本申请提出的任何方案、程序、过程或技术绝不应解释为要求以特定顺序执行其动作或步骤。因此,当过程或方法权利要求实际上没有记载其动作或步骤遵循的顺序时,或者在本主题公开的权利要求或描述中没有另外具体记载步骤将被限于特定顺序时,绝不意味着在任何方面推断顺序。这适用于解释的任何可能的非明确基础,包含:关于步骤或操作流程的布置的逻辑事项;源于语法组织或标点符号的平常意义;在说明书或附图等中描述的实施方式的数量或类型。
如本申请中所使用,术语“环境”、“系统”、“引擎”、“模块”、“构件”、“架构”、“接口”、“单元”等指代计算机相关实体或与具有一个或多个限定功能性的操作设备相关的实体。术语“环境”、“系统”、“引擎”、“模块”、“构件”、“架构”、“接口”和“单元”可以互换使用,并且一般可以指功能元件。这样的实体可以是硬件、硬件和软件的组合、软件或执行中的软件。例如,模块可以被实施为处理器上运行的进程、处理器、对象、软件的可执行部分、执行线程、程序和/或计算装置。又例如,在计算装置上执行的软件应用程序和计算装置都可以实施为模块。又例如,一个或多个模块可驻留在进程和/或执行线程内。模块可以位于一个计算装置上或分布在两个或多个计算装置之间。如本申请所公开,模块可从其上存储有各种数据结构的各种计算机可读非暂时性存储媒体执行。模块可以经由本地和/或远程进程根据例如,具有一个或多个数据包(例如,来自与本地系统、分布式系统中的另一构件交互的构件的数据,和/或来自与在例如具有其它系统的广域网上的另一构件经由信号交互的构件的数据)的信号(模拟的或数字的)进行通信。
又例如,模块可以被实施为或可以包含具有由机械部件提供的限定功能的设备,机械部件由电路或电子电路操作,电路或电子电路由软件应用或由处理器执行的固件应用控制。这种处理器可以在设备内部或外部,并且可以执行软件或固件应用的至少一部分。又例如,模块可以被实施为或者可以包含通过没有机械部件的电子部件提供限定功能的设备。电子部件可包含处理器以执行软件或固件,软件或固件允许或至少部分地促进电子部件的功能性。
在一些实施方式中,模块可以经由本地和/或远程进程根据例如,具有一个或多个数据包(例如,来自与本地系统、分布式系统中的另一构件交互的构件的数据,和/或来自与在例如具有其它系统的广域网上的另一构件经由信号交互的构件的数据)的信号(模拟或数字)进行通信。另外,或在其他实施方式中,模块可通过热、机械、电和/或机电耦接机构(例如,导管、连接器、其组合等)通信或以其他方式耦接。接口可包含输入/输出(Input/Output,I/O)构件以及相关联的处理器、应用程序和/或其他编程构件。
如本申请中所使用的,术语“通信器”可以指任何类型的通信电路或设备。通信器可以被实施为几种类型的网络元件或者可以包含几种类型的网络元件,包含基站;路由器设备;开关设备;服务器设备;聚合器设备;总线架构;前述的组合;或类似物。一个或多个总线架构可以包含工业总线架构,比如基于以太网的工业总线、控制器局域网(CAN)总线、Modbus、其他类型的现场总线架构等。
如本申请中所使用的,术语“处理器”可以指任何类型的处理电路或设备。处理器可被实现为处理电路或计算处理单元(例如,(Central Processing Unit,CPU)、(GraphicsProcessing Unit,GPU)或两者的组合)的组合。因此,为了描述目的,处理器可以指单核处理器;具有软件多线程执行能力的单处理器;多核处理器;具有软件多线程执行能力的多核处理器;具有硬件多线程技术的多核处理器;并行处理(或计算)平台;以及具有分布式共享存储器的并行计算平台。另外,或又例如,处理器可指集成电路(Integrated Circuit,IC)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray,FPGA)、可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)、复杂可编程逻辑设备(Complex Programmable Logic Device,CPLD)、离散门电路或晶体管逻辑、离散硬件构件、或其被设计或配置(例如,制造)以执行在此描述的功能的任何组合。在一些实施方式中,处理器可以使用纳米级架构,为了优化空间使用或增强根据本申请的系统、设备或其他电子设备的性能。例如,处理器可以包含分子晶体管和/或基于量子点的晶体管、开关和门电路。
此外,在本说明书和附图中,比如“存储”、“存储器”、“数据存储”、“数据存储器”、“存储器”、“存储库”等术语以及与本申请的部件的操作和功能相关的基本上任何其他信息存储构件是指存储器构件、实施在一个或多个存储器设备中的实体,或形成存储器设备的构件。应注意,本申请所描述的存储器构件或存储器设备实施或包含可由计算装置读取或存取的非暂时性计算机存储媒体。这样的介质可以以用于存储信息的任何方法或技术来实现,比如机器可访问指令(例如,计算机可读指令)、信息结构、程序模块或其他信息对象。
此外,在本说明书和附图中,比如“存储”、“存储器”、“数据存储”、“数据存储器”、“存储器”、“存储库”等术语以及与本申请的部件的操作和功能相关的基本上任何其他信息存储构件是指存储器构件、实施在一个或多个存储器设备中的实体,或形成存储器设备的构件。存储器构件或存储器设备可被实施为易失性存储器或非易失性存储器,或可包含易失性和非易失性存储器两者。此外,存储器部件或存储器设备可以是可移动的或不可移动的,和/或在计算装置或部件的内部或外部。各种类型的非暂时性存储介质的实例可以包含硬盘驱动器、zip驱动器、CD-ROM、数字多用盘(DigitalVideo Disc,DVD)或其他光存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储设备、闪存卡或其他类型的存储卡、盒式磁带或适于保留所需信息并可由计算装置访问的任何其他非暂时性介质。例如,非易失性存储器可包含只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、可编程ROM(Programmable Read-Only Memory,PROM)、电可编程ROM(Erasable Programmable Read-Only Memory,EPROM)、电可擦除可编程ROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,EEPROM)或快闪存储器。易失性存储器可以包含用作外部缓冲存储器的随机存取存储器(Random AccessMemory,RAM)。作为说明而非限制,RAM具有多种形式,例如,同步RAM(Static RandomAccess Memory,SRAM)、动态RAM(Dynamic Random Access Memory,DRAM)、同步DRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory,SDRAM)、双数据速率SDRAM(Double DataRate Synchronous Dynamic Random Access Memory,DDR SDRAM)、增强型SDRAM(EnhancedSynchronous DRAM,ESDRAM)、同步链路DRAM(Sync Link DRAM,SLDRAM)和直接Rambus RAM(Direct Rambus RAM,DRRAM)。在此描述的操作或计算环境的所公开的存储器设备或存储器旨在包含这些和/或任何其他合适类型的存储器之一或多个。
除非另外具体说明或在所使用的背景中另外理解,比如“可以”、“能够”、“可能”或“可”等条件语言通常旨在传达某些实现可以包含某些特征、元件和/或操作,而其他实现方式不包含。因此,这种条件语言通常不旨在暗示特征、元件和/或操作以任何方式对于一个或多个实现方式是必需的,或者一个或多个实现方式必须包含用于在有或没有用户输入或提示的情况下决定这些特征、元件和/或操作是否被包含或将在任何特定实现方式中执行的逻辑。本申请的计算机可读程序指令可经由网络(例如,因特网、局域网、广域网和/或无线网络)从计算机可读存储介质或外部计算机或外部存储设备下载到相应的计算/处理设备。网络可以包含铜传输电缆、光传输光纤、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配器卡或网络接口从网络接收计算机可读程序指令,并转发该计算机可读程序指令以存储在相应计算/处理设备内的计算机可读非暂时性存储介质中。在本说明书和附图中已经描述的内容包含系统、设备、技术和计算机程序产品的实例,系统、设备、技术和计算机程序产品单独地和组合地允许追踪和跟踪在工业设备中制造的产品的部件。当然,不可能出于描述本申请的各种元件的目的而描述部件和/或方法的每一可能组合,但是所公开元件的许多其它组合和排列是可能的。因此,很明显,在不脱离本申请的范围或精神的情况下,可以对本申请进行各种修改。此外,或者作为替代,通过考虑说明书和附图以及如本申请所呈现的本申请的实践,本申请的其他实施方式可以是显而易见的。
在说明书和附图中提出的实例在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的。尽管这里采用了限定的术语,但是它们仅用于一般的和描述性的意义,而不是用于限制的目的。
在打磨工序开始前,通常需要对打磨头10与工件12(或工件12的治具)的相对位置进行校准,一般包含起始点校准及工具面姿态校准。通常情况下,由于承载模组80通常保持固定,打磨头10通常需要进行三维运动,导致工件12(Work)坐标系与工具面(Tool)坐标系不统一,且通常会统一工件12坐标系与世界坐标系。
请参阅图1,为本申请一个或多个实施方式的校准系统的示意图。校准系统100用于确定打磨头10的基准信息以通过打磨头10打磨工件12,该基准信息包含第一位置,校准系统100包含打磨头10、控制器20及传感模组30,控制器20与打磨头10耦接,控制器20用于控制打磨头10沿第一方向(示例性为在work坐标系下的X轴或当前状态的在tool坐标系下的Z轴)运动;传感模组30用于基于打磨头10沿第一方向运动,感测打磨头10及工件12的至少一个所受的力,以形成第一压力值;传感模组30将第一压力值发送至控制器20,控制器20用于确定第一压力值超过预设值,并基于第一压力值超过预设值,确定第一位置。
可以理解,在其他实施例中,传感模组30还可通过感测打磨头10所受的压力,以形成第一压力值。其中第一方向可为任意方向,只要打磨头10与工件12沿第一方向移动时逐渐靠近且相互之间的作用力达到第一压力值即可。
进一步地,第一压力值可依据实现需求设定,例如1kg。
如此,通过打磨头10或工件12的受力信息以确定打磨头10的打磨起始点位置,可依据实际场景调整第一方向及预设值,以实现实时力量校准,适用场景广、便于实现且结构简单,校准精度较高。
请参见图15,为本申请一个或多个实施例提供的一种校准装置800,校准装置800包含相耦接的承载模组80和传感模组30。
具体地,承载模组80包含承载部810,承载部810用于直接或间接承受来自打磨头10的力及力矩的至少一个,示意性为工件12的治具或夹具。传感模组30用于感测力及力矩的至少一个,形成承载模组80的压力值,例如为六轴压力传感器。为说明需要,在承载部810上建立起Work坐标系。
在一实施例中,承载模组80为一可旋转的治具,可以依据需求驱动承载部810转动。
在一些实施例中,请参见图2和图3,打磨头10与机械模组(如机械臂)(图未示)或其他控制打磨头10的装置连接。打磨头10上建立Tool坐标系。机械臂驱动打磨头10沿第一方向(例如,在work坐标系下的X轴或当前状态的在tool坐标系下的Z轴方向)运动,以使打磨头10靠近并抵接承载部810或位于承载部810的工件12,传感模组30感测承载部810直接或间接承受的力,形成第一压力值(图示示意性为间接受力,但不限于此),校准装置100基于该第一压力值是否超过预设值,若超过预设值,则打磨头10所在位置即为打磨头10的基准信息。可以理解,在其他实施例中,第一方向可为其他方向,例如,第二方向在tool坐标系下的X轴,第三方向在tool坐标系下的Y轴或其他任意方向,在tool坐标系下的X轴、Y轴及Z轴两两垂直。在此过程中,由于承载部上建立的Work坐标系,示例性的Tool坐标系与Work坐标系的对应关系为:在tool坐标系下的X轴、Y轴及Z轴分别对应在work坐标系下的Z轴、Y轴及X轴,但不限于此。
其中,基准信息包括打磨头10的打磨起始点和打磨头10的打磨面的至少一个姿态。该打磨起始点示例性为打磨头10过压工件12的值,例如1kg对应的力,即为开始打磨前,打磨头10与工件12之间的相互抵持时的作用力约为1kg对应的力。
如此,通过调整打磨头10的运动方向,以调节打磨头10和承载部810之间作用力的方向,传感模组30感测承载部810和打磨头10之间的力及力矩的至少一个,校准装置800基于压力值确定打磨头10的基准信息。
在一实施例中,承载部810承载工件12,打磨头10沿第一方向运动,打磨头10靠近并抵持工件12,承载部810间接或直接承受来自打磨头10的力及力矩的至少一个,传感模组30感测承载部810所受的力及力矩的至少一个,校准装置800判断传感模组30感测的压力值是否超过预设值,若校准装置800判断压力值超过预设值,则校准装置800确定打磨头10的位置即为基准信息,若为否,打磨头10继续沿第一方向运动。
可以理解,在另一实施例中,承载部810未承载工件12,则打磨头10靠近并直接抵持承载部810,承载部810直接承受来自打磨头10的力及力矩的至少一个。
进一步地,承载部810的受力范围为0至100N之间,经过测算,校准过程中承载部810的受力为1kg对应的力,即约为9.8N,但在实际打磨过程中,最高峰值能够达到10kg对应的力,即约为98N,再增加一些安全余量,则承载部810的受力范围能够确定,约为0至100N之间,但也可以根据实际情况进行调整。该受力范围用于限定打磨头10和承载部810之间的作用力,避免作用力过大损伤打磨头10或承载部810,或者在打磨过程中损伤工件12。
进一步地,参见图15,本实施例中,承载模组80进一步包含底座830和连接部820,连接部820连接承载部810及底座830;传感模组30设于连接部820上,传感模组30用于将来自承载部810的力及力矩的至少一个,形成压力值。
可以理解,在其他实施例中,传感模组30可设于打磨头10上或设于打磨头10与承载部810之间,只要传感模组30可感测打磨头10和承载部810之间的作用力即可。
本实施例中,传感模组30为六轴力传感器,当然传感模组30还可为其他类型的传感器,只要可感测来自承载部810的力及力矩的至少一个即可。
进一步地,承载模组80还包括驱动件870,驱动件870设于底座830,且与连接部820相连接,驱动件870用于驱动连接部820转动,以带动承载部810转动。驱动件870可为电机或在驱动马达。
进一步地,请参见图4和图5,打磨头10包含打磨面11,打磨面11连接第一校正块400,第一校正块400包含第一面410及第二面420,第一面410抵接打磨面11,第二面420直接或间接抵接承载部810,第一校正块400用于通过第一面410承受力及力矩的至少一个;通过第二面420传导力及力矩的至少一个至承载部810,打磨头10沿在tool坐标系下的Z轴运动,以使第二面420抵接承载部810,移动过程中,示例性的即可实现打磨头10绕在tool坐标系下的X轴旋转的第一姿态和绕在tool坐标系下的Y轴旋转的第二姿态的校准。由于此过程相较于图2和图3中的校准过程,打磨头10的位置和姿态都发生了调整,因此重新梳理此时的Tool坐标系及Work坐标系:示例性的当前Tool坐标系与Work坐标系的对应关系为:在tool坐标系下的X轴、Y轴及Z轴分别对应在work坐标系下的X轴、Y轴及Z轴,但不限于此。
如此,通过第一校正块400配合打磨头10,打磨头10沿靠近承载部810的方向移动并与承载部810抵接,移动过程实现打磨头10第一姿态及第二姿态的校准。
进一步地,打磨面11与第一面410为曲面,打磨面11的曲率半径大于第一面410的曲率半径。例如,打磨面11的曲率半径为60cm,第一面410的曲率半径为40cm,如此,通过打磨面11的曲率半径大于第一面410的曲率半径,打磨头10带动第一校正块400运动过程中,第二面420与承载部810抵接,以使打磨面11与第一面410相接触,打磨面11与第一面410不易发生滑移,从而实现打磨面11姿态的校准。
另一实例中,打磨头10包含打磨面11,打磨面11与第一校正块400配合,第一校正块400包含固定部(图未示)及第二面420,固定部与打磨头10可拆装连接,第二面420直接或间接抵接承载部810,第一校正块400用于通过固定部承受来自打磨头10的力及力矩的至少一个;通过第二面420传导力及力矩的至少一个至承载部810,通过固定部与打磨头10可拆装连接,以实现第一校正块400和打磨头10相连接。可以理解,在其他实施例中,固定部与打磨头10之间可通过卡槽、榫卯、螺钉等方式实现可拆装连接。如此,能够通过固定部使打磨面11与第一面410固定,确定打磨面11与第一面410的相对位置,进而确定打磨头10与承载模组80的相对位置及姿态,以确定打磨头10的第二位置、第一姿态及第二姿态的至少一个。
进一步地,承载部810连接第二校正块500,第一校正块400的中轴线在第一方向(示例性的为在work坐标系下的Z轴或当前状态的在tool坐标系下的Z轴)上;第二校正块500包含第三面510及第四面520,第三面510抵接第二面420,第四面520抵接承载部810,第二校正块500用于通过第三面510承受来自第一校正块400的力及力矩的至少一个;通过第四面520传导来自打磨头10的力至承载部810。
请参见图6和图7,将第一校正块400的中轴线设于在第一方向(示例性为在work坐标系下的X轴或当前状态的在tool坐标系下的Z轴)上,打磨头10沿第二方向(示例性为在work坐标系下的Z轴或当前状态的在tool坐标系下的X轴)移动,以使第三面510抵接与第二面420垂直的面,第四面520抵接承载部810,第三面510承受来自第一校正块400的力及力矩的至少一个,第四面520传导来自打磨头10的力至承载部810,以实现打磨头10绕在tool坐标系下的Z轴旋转的姿态的校准,即确定第三姿态。
进一步地,其中第二面420为平面,平面度小于或等于0.02mm,第三面510为平面,平面度小于或等于0.02mm,第三面422与第四面520平行,平行度小于或等于0.01mm,第四面520为平面,平面度小于或等于0.02mm。
如此,通过设定第二面420、第三面510及第四面520的平面度,以使打磨头10移动时,承载部810、第一校正块400、第二校正块500之间作用力与第二面420、第三面510或第四面520相垂直,利于使打磨头10的打磨面11的姿态的校准,并且能够使校准结果可靠。
进一步地,请参见图8和图9,第一校正块400的中轴线在第一方向(示例性为在work坐标系下的X轴或当前状态的在tool坐标系下的Z轴)上;第二校正块500还包含第五面530和第六面540,第五面530抵接第二面420,第六面540抵接或面向承载部810,第二校正块500进一步用于通过第五面530承受来自第一校正块400的力及力矩的至少一个;通过第六面540传导来自打磨头10的力至承载部810,第六面540抵接承载部810时为直接传导来自打磨头10的力;第六面540面向承载部810时为通过第四面520的连接结构(图未示)间接传导来自打磨头10的力。
如此,可通过驱动打磨头10沿在tool坐标系下的Z轴运动,实现沿在tool坐标系下的Z轴(work坐标系下的X轴)再次校准打磨头10的姿态的目的,以验证经过第一位置、第二位置、第一姿态、第二姿态及第三姿态校准后的打磨头10,获得的基准信息准确,若再次校准后发现第一姿态、第二姿态及第三姿态有明显变化(例如能够目视发现打磨头10有明显的绕tool坐标系下的X轴、Y轴或Z轴的偏转),则需要重新校准;若无上述明显变化,则完成校准。
请参见图10,为本申请的一个或多个实施方式的校准过程的又一角度的示意图,承载部810承载第二校正块500,打磨头10沿在tool坐标系下的Z轴运动,打磨头10靠近并抵持第二校正块500的第五面530,承载部810间接承受来自打磨头10的力及力矩的至少一个,传感模组30感测承载部810所受的力及力矩的至少一个,校准装置800判断传感模组30感测的压力值是否超过预设值,若校准装置800判断压力值超过预设值,则校准装置800确定打磨头10的位置即为基准信息,若为否,打磨头10继续沿在tool坐标系下的Z轴运动。
进一步地,其中第五面530为平面,平面度小于或等于0.02mm;第六面540为平面,平面度小于或等于0.02mm;第五面530与第六面540平行,平行度小于或等于0.01mm;第三面422与第五面530垂直,垂直度小于或等于0.01mm。如此,设定第五面530及第六面540的平面度,以使打磨头10移动时,承载部810、第一校正块400、第二校正块500之间作用力与第二面420、第三面510或第四面520相垂直,利于使打磨头10的打磨面11的第一位置的校准。
请再次参阅图1,上述从结构角度确定本申请的校准过程,但具体如何控制以实现这一校准过程,以以下实施例进行说明,但以下实施例仅为示例性的说明,并不对本申请的范围进行限制。
第一方面,控制器20控制打磨头10沿第一方向运动(示例性为在work坐标系下的X轴运动),以使打磨头10靠近并抵持工件12,传感模组30基于打磨头10沿第一方向运动,感测打磨头10及工件12的至少一个所受的力,以形成第一压力值,并将第一压力值发送至控制器20,控制器20判断第一压力值是否超过预设值,若第一压力值超过预设值,控制器20控制打磨头10停止运动,打磨头10所在位置即为第一位置;若第一压力值小于预设值,则控制器20继续控制打磨头10沿第一方向运动并接收传感模组30发送的第一压力值,直至第一压力值超过预设值。
具体地,请再次参阅图2和图3,本申请一个或多个实施方式的打磨头10的第一位置的校准示意图。控制器20控制打磨头10沿在work坐标系下的X轴运动,以使打磨头10的打磨面11靠近并贴合工件12的一表面,传感模组30感测工件12受到的压力,并将压力值发送至控制器20,控制器20判断压力值是否超过预设值,若压力值超过预设值,控制器20控制打磨头10停止运动,打磨头10所在位置即为第一位置,若压力值小于预设值,则控制器20控制打磨头10继续运动。例如,若传感模组30感测工件12和打磨头10之间的作用力为0.8kg,小于预设值1kg,控制器20控制打磨头10继续沿第一方向运动,直至作用力超过1kg。如此,通过控制器20和传感模组30配合,以实现确定打磨头10的基准信息。
在一实施例中,控制器20包括通信器、处理器及存储器,通信器用于与传感模组30建立通信,并向打磨头10发送控制指令,以控制打磨头10活动。校准流程包括有一个或多个程序形式的计算机指令,该一个或多个程序形式的计算机指令存储于该存储器中,并由该处理器执行,以实现本申请所提供的校准功能。
在一些实施例中,传感模组30包含6轴力传感器,6轴力传感器用于感测工件12和打磨头10之间的作用力。
第二方面,在机械臂中集成该校准系统100,其中控制器20控制打磨头10沿第一方向(示例性为沿work坐标系下的X轴)运动,以使打磨头10靠近并抵持工件12,控制器20接收来自传感模组30的第一压力值,该第一压力值形成于传感模组30基于打磨头10沿第一方向运动,感测打磨头10及工件12的至少一个所受的力。控制器20判断第一压力值是否超过预设值,若第一压力值超过预设值,控制器20控制打磨头10停止运动,打磨头10所在位置为第一位置;若第一压力值小于预设值,则控制器20继续控制打磨头10沿第一方向运动并接收传感模组30发送的第一压力值,直至第一压力值超过预设值。
具体地,请再次参见图2和图3。控制器20控制打磨头10沿在work坐标系下的X轴运动,以使打磨头10的打磨面11靠近并贴合工件12的一表面,控制器20接收传感模组30发送的压力值,该压力值为传感模组30感测工件12或打磨头10受到的压力,控制器20判断第一压力值是否超过预设值,若第一压力值超过预设值,控制器20控制打磨头10停止运动,打磨头10所在位置为第一位置;若第一压力值小于预设值,则控制器20继续控制打磨头10沿第一方向运动并接收传感模组30发送的第一压力值,直至第一压力值超过预设值。
进一步地,基准信息还包含第二位置、第一姿态(示例性为绕在tool坐标系下的X轴坐标轴旋转)及第二姿态(示例性为绕在tool坐标系下的Y轴坐标轴旋转),第一方向与第二方向垂直。控制器20进一步用于控制打磨头10沿第二方向运动;传感模组30进一步用于基于打磨头10沿第二方向运动,感测打磨头10及工件12的至少一个所受的力,以形成第二压力值;控制器20进一步用于确定第二压力值超过预设值,并基于第二压力值超过预设值,以确定第二位置、第一姿态及第二姿态的至少一个。
请再次参见图4和图5,本申请一个或多个实施方式的打磨头10的校准示意图。
第一方面,控制器20控制打磨头10沿第二方向(示例性为在work坐标系下的Z轴)运动,以使打磨头10的打磨面11靠近并贴合工件12的一表面,传感模组30感测工件12或打磨头10受到的压力,以形成第二压力值,传感模组30将该第二压力值发送至控制器20,控制器20判断第二压力值是否超过预设值,当第二压力值超过预设值时,控制器20控制打磨头10停止,打磨头10所在位置即为第二位置、第一姿态或第二姿态,当第二压力值未超过预设值时,控制器20控制打磨头10继续沿在work坐标系下的Z轴运动。
可以理解,第二位置即为第二压力值超过预设值时打磨头10停止的位置。若打磨头10在沿在work坐标系下的Z轴移动时未发生转动,即打磨头10的姿态未变化,则第一姿态和第二姿态与第二位置为相同的位置,若在沿在work坐标系下的Z轴校准过程中,打磨头10沿在tool坐标系下的X轴或在tool坐标系下的Y轴转动,则转动后的位置即为校准后的第一姿态和第二姿态。
第二方面,在机械臂中集成该校准系统100,其中控制器20控制打磨头10沿在work坐标系下的Z轴运动,以使打磨头10的打磨面11靠近并贴合工件12的一表面,控制器20接收传感模组30发送的第二压力值,第二压力值形成于传感模组30感测工件12或打磨头10受到的压力,控制器20判断第二压力值是否超过预设值,当第二压力值超过预设值时,控制器20控制打磨头10停止,打磨头10所在位置即为第二位置、第一姿态或第二姿态,当第二压力值未超过预设值时,控制器20控制打磨头10继续沿第二方向运动。
请再次参见图6和图7,本申请一个或多个实施方式的打磨头10的校准示意图。
第一方面,控制器20调整打磨头10的位置,以使打磨头10的中轴线在第一方向(示意性为在work坐标系下的X轴)上并控制打磨头10沿第二方向(示意性为在work坐标系下的Z轴)运动;传感模组30基于打磨头10沿在work坐标系下的Z轴运动,感测打磨头10及工件12的至少一个所受的力,以形成第三压力值;传感模组30将该第三压力值发送至控制器20,控制器20判断第三压力值是否超过预设值,当第三压力值超过预设值时,控制器20控制打磨头10停止,打磨头10所在位置即为第三姿态,当第二压力值未超过预设值时,控制器20控制打磨头10继续沿在work坐标系下的Z轴运动。
第二方面,在机械臂中集成该校准系统100,其中控制器20调整打磨头10的位置,以使打磨头10的中轴线在work坐标系下的X轴上并控制打磨头10沿在work坐标系下的Z轴运动;控制器20接收第三压力值,其中第三压力值形成于传感模组30基于打磨头10沿在work坐标系下的Z轴运动,感测打磨头10及工件12的至少一个所受的力;控制器20判断第三压力值是否超过预设值,当第三压力值超过预设值时,控制器20控制打磨头10停止,打磨头10所在位置即为第三姿态,当第二压力值未超过预设值时,控制器20控制打磨头10继续沿在work坐标系下的Z轴运动。
如此,校准完成第一方向的第一位置和第二方向的第二位置、第一姿态和第二姿态中至少一个之后,调整打磨头10的位置,以校准打磨头10或工件12在其他方向受力后的基准信息,以确定打磨头10的第三姿态。
在一实施例中,传感模组30进一步用于基于打磨头10沿第一方向运动,感测施加在打磨头10上的沿该第一方向上的力,以形成该第一压力值。
具体地,传感模组30装设打磨头10上,例如传感模组30装设于机械臂上,机械臂与打磨头10相连接,则传感模组30可测量打磨头10移动时受到的作用力。
在另一实施例中,传感模组30进一步用于基于打磨头10沿第一方向运动,感测打磨头10施加在工件12上的沿该第一方向上的力,以形成该第一压力值。
具体地,传感模组30可设于打磨头10与工件12之间、打磨头10上或承载工件12的承载模组80上,可直接或间接感测打磨头10与工件12之间的作用力。
在另一实施例中,传感模组30进一步用于基于打磨头10沿第一方向运动,感测工件12的沿第一方向上受到的力,以形成该第一压力值。
具体地,传感模组30可装设于承载模组80上,承载部810承载工件12,传感模组30感测承载部810承载的工件12受的力。
进一步地,控制器20进一步用于调整打磨头10为第一姿态;控制打磨头10沿第一方向运动;传感模组30进一步用于基于打磨头10以第一姿态沿第一方向运动,感测打磨头10及工件12的至少一个所受的力,形成该第一压力值。
如此,确定打磨头10的基准信息之前调整打磨头10的姿态,避免工件12或打磨头10在校准时突然受力导致工件12或打磨头10破碎。
例如,若工件12为易碎材料(例如普通玻璃),校准之前首先调整打磨头10的姿态,可以加速基准信息的校准,且可以避免打磨头10快速下压形成的冲量导致工件12破碎的情况发生。
具体地,请再次参见图8和图9,本申请一个或多个实施方式的打磨头10的校准示意图。
第一方面,出于验证校准结果的目的,控制器20控制所述打磨头10处于第一位置,判断打磨头10的中轴线是否位于第一方向上,若为否,则重新调整;若为是,则说明校准完成。
第二方面,在机械臂中集成该校准系统100,出于验证校准结果的目的,控制器20控制所述打磨头10处于第一位置,判断打磨头10的中轴线是否位于第一方向上,若为否,则重新调整;若为是,则说明校准完成。
请参见图11,为本申请提供的一种校准方法,亦可作为上述校准装置的校准方法。用于确定打磨头10的基准信息,基准信息包含第一位置,该校准方法包含:
步骤602、控制打磨头10沿第一方向运动,该第一方向示例性为在work坐标系下的X轴或当前状态的在tool坐标系下的Z轴。
步骤604、基于该打磨头10沿第一方向运动,感测该打磨头10及工件12的至少一个所受的力,以形成第一压力值。
其中该打磨头10用于打磨该工件12。第一压力值为打磨头10和工件12接触并抵接后相互之间的作用力。还可通过感测打磨头10所受的压力,以形成第一压力值。
步骤606、判断该第一压力值是否超过预设值。
若第一压力值超过预设值,执行步骤608、基于该第一压力值超过预设值,以确定该第一位置。第一压力值可依据实现需求设定,例如1kg。
如此,通过打磨头10或工件12的受力信息以确定打磨头10的打磨起始点位置,可依据实际场景调整第一方向及预设值,以实现实时力量校准,适用场景广、便于实现且结构简单,校准精度较高。其中第一方向可为任意方向,只要打磨头10与工件12沿第一方向移动时逐渐靠近且相互之间的作用力达到第一压力值即可。
若第一压力值未超过预设值,转到步骤602。
在一实施例中,其中步骤604中形成第一压力值的步骤,包含:
基于该打磨头10沿第一方向运动,感测施加在该打磨头10上的沿该第一方向上的力,以形成该第一压力值。
在另一实施例中,其中步骤604中,该形成第一压力值的步骤,包含:
基于该打磨头10沿第一方向运动,感测该打磨头10施加在该工件12上的沿该第一方向上的力,以形成该第一压力值。
在又一实施例中,其中步骤604中,该形成第一压力值的步骤,包含:基于该打磨头10沿第一方向运动,感测该工件12的沿该第一方向上受到的力,以形成该第一压力值。
可以理解,打磨头10沿第一方向运动,靠近并抵接工件12的过程中,打磨头10施加于工件12的第一方向的力,工件12沿第一方向上受到的力及施加在该打磨头10上的沿该第一方向上的力均相等,均为工件12与打磨头10之间的相互作用力,通过传感模组30测量其中一个力,即可获取第一压力值。
进一步地,如图12所示,该基准信息包含第二位置、第一姿态及第二姿态,该第一方向与第二方向垂直,其中第一姿态示例性为绕在tool坐标系下的X轴坐标轴旋转,第二姿态示例性为绕在tool坐标系下的Y轴坐标轴旋转。请参见图13,该校准方法进一步包含:
步骤610、控制该打磨头10沿该第二方向运动。该第二方向示例性为在tool坐标系下的Z轴。
步骤612、基于该打磨头10沿第二方向运动,感测该打磨头10及该工件12的至少一个所受的力,以形成第二压力值。
步骤614、判断该第二压力值是否超过预设值。
若该第二压力值超过预设值,执行步骤616、基于该第二压力值超过预设值,以确定该第二位置、该第一姿态及该第二姿态的至少一个。
若该第二压力值未超过预设值,继续执行步骤610。
基于打磨头10沿第一方向的基准信息确定之后,依据工件12或打磨头10的第二方向的受力信息来确定打磨头10的第二方向的打磨起始点位置、第一姿态及第二姿态的至少一个。其中第一姿态及第二姿态分别为打磨头10沿第一方向和第二方向校准之后的位置。
进一步地,其中该基准信息包含第三姿态,请参见图13,该校准方法进一步包含:
步骤620、调整该打磨头10的位置,以使该打磨头10的中轴线在该第一方向上。
步骤622、控制该打磨头10沿该第二方向运动。
步骤624、基于该打磨头10沿该第二方向运动,感测该打磨头10及该工件12的至少一个所受的力,以形成第三压力值。
步骤626、判断该第三压力值是否超过预设值。
若该第三压力值超过预设值,则执行步骤628、基于该第三压力值超过预设值,以确定该第三姿态。
若该第三压力值未超过预设值,则转到步骤620。
请参见图14,校准方法进一步包含:
步骤630、控制该打磨头10再次沿该第一方向运动。
步骤632、基于该打磨头10再次沿该第一方向运动,感测该打磨头10及该工件12的至少一个所受的力,以形成第四压力值;
步骤634、判断该第四压力值是否超过预设值。
若该第四压力值超过预设值,执行步骤636、基于该第四压力值超过预设值,确定当前该打磨头10的位置为该第一位置。例如,若传感模组30感测工件12和打磨头10之间的作用力为0.8kg,小于预设值1kg,控制器20控制打磨头10继续沿第一方向运动,直至作用力超过1kg。如此,通过控制器20和传感模组30配合,以实现确定打磨头10的基准信息。
如此,可通过驱动打磨头10沿在tool坐标系下的Z轴运动,形成第四压力值的过程中,实现沿在tool坐标系下的Z轴(work坐标系下的X轴)再次校准打磨头10的姿态的目的,以验证经过第一位置、第二位置、第一姿态、第二姿态及第三姿态校准后的打磨头10,获得的基准信息准确,若再次校准后发现第一姿态、第二姿态及第三姿态有明显变化(例如能够目视发现打磨头10有明显的绕tool坐标系下的X轴、Y轴或Z轴的偏转),则需要重新校准;若无上述明显变化,则完成校准。
若该第四压力值未超过预设值,转到步骤630。
通过上述校准系统、校准方法及校准装置,能够在准备打磨工作时就完成高精度的校准,确定打磨头10的打磨起始点位置及工具面姿态,确定打磨头10的基准信息,也即确定了控制该打磨头10的机械臂或其他控制系统的基准信息,本申请尤其能针对弧形面或曲面的打磨面进行校准,进而在使用弧形面或曲面的打磨面进行工件12打磨时,能降低打磨前的校准误差,进而提高打磨的精度。
另外,本领域技术人员还可在本申请精神内做其它变化,当然,这些依据本申请精神所做的变化,都应包含在本申请所要求保护的范围。出于解释的目的,前面的描述为参考具体实施方案来描述的。然而,上面的示例性讨论并非旨在是穷尽的或将本申请限制为所公开的精确形式。根据以上教导内容,很多修改形式和变型形式均为可能的,例如流程图的顺序结构可缺省或调整。选择和描述实施例是为了阐明本申请的原理及其实际应用,以便由此使得本领域的其他技术人员能够最佳地使用具有适合于所构想的特定用途的各种修改的本申请以及各种所描述的实施例。