CN112757105A - 一种双向力控打磨装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双向力控打磨装置，包括机械臂，所述机械臂上固定安装有力控执行器，所述力控执行器包括力控执行器壳体，力控执行器壳体包括一个安装底座，所述安装底座的上部四周固定设置有外壳，所述外壳为上下通透的中空结构，所述外壳的顶部固定设置有带有中心开孔的盖板，所述力控执行器壳体的内部设置有导向机构和气缸，所述导向机构和气缸并排固定在安装底座上，所述导向机构由滑轨和滑块组成，所述滑块上固定设置有转接板，所述气缸的气缸杆通过用于测量气缸施加力的压力传感器与转接板固定连接；本发明由压力传感器、姿态传感器、加速度传感器和位置传感器构成的多传感器融合控制系统来保证打磨机与工件的接触力精度。

Description

一种双向力控打磨装置
技术领域
本发明属于打磨设备技术领域，具体涉及一种双向力控打磨装置。
背景技术
航空航天，汽车零部件、卫浴五金等不同行业的零件加工过程中均会涉及打磨这道工序。然而，目前很多零件的打磨依旧主要依靠人工打磨。但是，人工打磨存在效率低，打磨质量难以保证等诸多问题。机器人打磨在逐渐成为一种发展趋势，并已越来越多的应用于工业领域中。
现有的机器人磨抛过程中，打磨头与工件之间在大部分情况下均未考虑接触力控制措施或者仅采取了简单的粗糙的浮动力设定。此种情况下，打磨过程中的实际接触力并没有得到准确的控制。而且当打磨机的位置姿态变化或打磨机快速移动过程中，工具重量、打磨机与工件的接触冲击力、打磨机的运动加速度均影响打磨机与工件之间接触力的精度。另外，目前市面上的带浮动功能的打磨机仅能在某一个方向上保持浮动，仅适用于一种打磨机，只能完成一种形式的打磨工艺。对于有多种打磨工艺需求的应用场景，需要配备多套浮动打磨机并频繁更换，造成成本上的增加，工艺时间的增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双向力控打磨装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种双向力控打磨装置，包括机械臂，所述机械臂上固定安装有力控执行器，所述力控执行器包括力控执行器壳体，力控执行器壳体包括一个安装底座，所述安装底座的上部四周固定设置有外壳，所述外壳为上下通透的中空结构，所述外壳的顶部固定设置有带有中心开孔的盖板，所述力控执行器壳体的内部设置有导向机构和气缸，所述导向机构和气缸并排固定在安装底座上，所述导向机构由滑轨和滑块组成，所述滑块上固定设置有转接板，所述气缸的气缸杆通过用于测量气缸施加力的压力传感器与转接板固定连接，所述滑块、转接板、压力传感器和气缸杆共同组成第一运动部，所述转接板透过盖板的中心开孔固定连接有滑动板，所述滑动板上远离盖板的一侧上部和下部分别固定安装有一个打磨机，且两个打磨机相背设置，所述滑动板与打磨机共同组成第二运动部，所述安装底座上固定有用于测量设备姿态的姿态传感器、用于测量第一运动部加速度的加速度传感器、用于测量第一运动部位置的位置传感器、用于调节气缸压力的压力阀和改变气缸气路方向的换向阀，同时安装底座上还固定有用于控制整个系统的控制电路板。
优选的，所述转接板的底部固定安装有限位销，限位销置于安装底座上开好的滑槽内。
优选的，所述盖板的中心孔与转接板的缝隙处通过软性且易变形材质的密封体进行密封。
优选的，还包括有防尘件，其为可伸缩运动的软性材质，包括但不限于橡胶、塑料、布料，结构形式包括但不限于松弛状态或者波纹状态，防尘件设置于盖板和滑动板之间，且防尘件可随滑动板进行运动。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明由压力传感器、姿态传感器、加速度传感器和位置传感器构成的多传感器融合控制系统来保证打磨机与工件的接触力精度，可以有效的解决现有的多种工艺需要配备多套浮动打磨机的问题；
2、盖板的中心孔与转接板的缝隙处通过软性且易变形材质的密封体进行密封，防尘件为可伸缩运动的软性材质，包括但不限于橡胶、塑料、布料，结构形式包括但不限于松弛状态或者波纹状态，防尘件设置于盖板和滑动板之间，且防尘件可随滑动板进行运动，解决了精密力控设备在工作时的防尘需求。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的力控执行器内部结构示意图；
图3是本发明的盖板、防尘件和滑动板的连接示意图；
图4是本发明的控制流程示意图。
图中：1、安装底座；2、外壳；3、盖板；4、机械臂；5、气缸；6、转接板；7、压力传感器；8、防尘件；9、限位销；10、滑动板；11、打磨机；12、控制电路板；13、姿态传感器；14、加速度传感器；15、位置传感器；16、压力阀；17、换向阀。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-图4，本发明提供一种技术方案：一种双向力控打磨装置，包括机械臂4，机械臂4上固定安装有力控执行器，力控执行器包括力控执行器壳体，力控执行器壳体包括一个安装底座1，安装底座1的上部四周固定设置有外壳2，外壳2为上下通透的中空结构，外壳2的顶部固定设置有带有中心开孔的盖板3，力控执行器壳体的内部设置有导向机构和气缸5，导向机构和气缸5并排固定在安装底座1上，导向机构由滑轨和滑块组成，滑块上固定设置有转接板6，气缸5的气缸杆通过用于测量气缸施加力的压力传感器7与转接板6固定连接，滑块、转接板6、压力传感器7和气缸杆共同组成第一运动部，转接板6透过盖板3的中心开孔固定连接有滑动板10，滑动板10上远离盖板3的一侧上部和下部分别固定安装有一个打磨机11，且两个打磨机11相背设置，滑动板10与打磨机11共同组成第二运动部，安装底座1上固定有用于测量设备姿态的姿态传感器13、用于测量第一运动部加速度的加速度传感器14、用于测量第一运动部位置的位置传感器15、用于调节气缸压力的压力阀16和改变气缸气路方向的换向阀17，同时安装底座1上还固定有用于控制整个系统的控制电路板12。
转接板6的底部固定安装有限位销9，限位销9置于安装底座1上开好的滑槽内。
盖板3的中心孔与转接板6的缝隙处通过软性且易变形材质的密封体进行密封。
还包括有防尘件8，其为可伸缩运动的软性材质，包括但不限于橡胶、塑料、布料，结构形式包括但不限于松弛状态或者波纹状态，防尘件8设置于盖板3和滑动板10之间，且防尘件8可随滑动板10进行运动。
本发明工作原理及使用流程：当机械臂4运行使得打磨机11接触并在工件表面运动时，首先通过姿态传感器13检测当前设备的姿态，同时通过位置传感器15判断打磨机11的行程位置，再通过加速度传感器14感知打磨机11在打磨过程中最前端的运动状态，再通过压力传感器7感知当前打磨机11与工件的接触力，并将以上信息反馈至控制系统，控制系统再通过力控算法实时输出控制信号，控制信号用于控制压力阀16，进而控制气缸5的输出力，气缸5带动第一运动部运动，第一运动部带动第二运动部运动，进而保证打磨机11与工件之间接触力的准确性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种双向力控打磨装置，包括机械臂(4)，其特征在于：所述机械臂(4)上固定安装有力控执行器，所述力控执行器包括力控执行器壳体，力控执行器壳体包括一个安装底座(1)，所述安装底座(1)的上部四周固定设置有外壳(2)，所述外壳(2)为上下通透的中空结构，所述外壳(2)的顶部固定设置有带有中心开孔的盖板(3)，所述力控执行器壳体的内部设置有导向机构和气缸(5)，所述导向机构和气缸(5)并排固定在安装底座(1)上，所述导向机构由滑轨和滑块组成，所述滑块上固定设置有转接板(6)，所述气缸(5)的气缸杆通过用于测量气缸施加力的压力传感器(7)与转接板(6)固定连接，所述滑块、转接板(6)、压力传感器(7)和气缸杆共同组成第一运动部，所述转接板(6)透过盖板(3)的中心开孔固定连接有滑动板(10)，所述滑动板(10)上远离盖板(3)的一侧上部和下部分别固定安装有一个打磨机(11)，且两个打磨机(11)相背设置，所述滑动板(10)与打磨机(11)共同组成第二运动部，所述安装底座(1)上固定有用于测量设备姿态的姿态传感器(13)、用于测量第一运动部加速度的加速度传感器(14)、用于测量第一运动部位置的位置传感器(15)、用于调节气缸压力的压力阀(16)和改变气缸气路方向的换向阀(17)，同时安装底座(1)上还固定有用于控制整个系统的控制电路板(12)。
2.根据权利要求1所述的一种双向力控打磨装置，其特征在于：所述转接板(6)的底部固定安装有限位销(9)，限位销(9)置于安装底座(1)上开好的滑槽内。
3.根据权利要求1所述的一种双向力控打磨装置，其特征在于：所述盖板(3)的中心孔与转接板(6)的缝隙处通过软性且易变形材质的密封体进行密封。
4.根据权利要求1所述的一种双向力控打磨装置，其特征在于：还包括有防尘件(8)，其为可伸缩运动的软性材质，包括但不限于橡胶、塑料、布料，结构形式包括但不限于松弛状态或者波纹状态，防尘件(8)设置于盖板(3)和滑动板(10)之间，且防尘件(8)可随滑动板(10)进行运动。
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