CN113787457A - 一种基于双头电机形式的力控打磨机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于双头电机形式的力控打磨机，涉及打磨机技术领域，包括力控执行器机构，所述力控执行器机构通过转接法兰连接有双头电机，所述双头电机的输出端螺纹连接有延长杆；本发明通过砂盘在工件表面运动打磨时，第一传感器检测当前设备的位置姿态，同时通过第三传感器判断砂盘的行程位置，再通过第二传感器感知砂盘在打磨过程中最前端的运动状态，再通过力传感器感知当前砂盘与工件的接触力，并将以上信息反馈至控制系统，控制系统在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，进而控制气缸的输出力，带动双头电机和砂盘轴向浮动，从而达到砂盘与工件之间接触力精准和稳定。

Description

一种基于双头电机形式的力控打磨机
技术领域
本发明涉及打磨机技术领域，具体为一种基于双头电机形式的力控打磨机。
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，而且当打磨工具的位置姿态变化或打磨工具快速移动过程中，工具重量、打磨工具与工件的接触冲击力、打磨工具的运动加速度均影响打磨工具与工件之间接触力的精度，严重影响打磨效率，为此，我们提出一种基于双头电机形式的力控打磨机。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于双头电机形式的力控打磨机，以解决上述背景技术中提出的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，而且当打磨工具的位置姿态变化或打磨工具快速移动过程中，工具重量、打磨工具与工件的接触冲击力、打磨工具的运动加速度均影响打磨工具与工件之间接触力的精度，严重影响打磨效的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于双头电机形式的力控打磨机，包括:
力控执行器机构，所述力控执行器机构通过转接法兰连接有双头电机，所述双头电机的输出端螺纹连接有延长杆；
所述延长杆远离双头电机的输出端的一端螺纹连接砂盘。
作为本发明的进一步方案，所述力控执行器机构包括与转接法兰相连接的底座，所述底座远离转接法兰的一侧固定连接有外壳，所述外壳为中空结构；
所述外壳顶部连接有盖板，所述盖板上开设有圆孔。
作为本发明的进一步方案，位于所述外壳内部排列分布有与底座相固定连接的导轨、气缸，所述导轨通过滑块滑动连接有滑动板；
所述气缸的伸出杆通过力传感器与滑动板相连接。
作为本发明的进一步方案，所述滑动板置于盖板之上，所述盖板上的圆孔与滑动板的缝隙处填充有密封体；
所述密封体采用软性且易变性的材质制成。
作为本发明的进一步方案，位于所述外壳内壁上分别安装有第一传感器、第二传感器、第三传感器、压力阀、换向阀、控制电路板；
所述第一传感器用于测量设备姿态，所述第二传感器用于测量第一运动部加速度，所述第三传感器用于测量第一运动部位置，所述压力阀用于调节气体压力，所述换向阀用于改变气路方向，所述控制电路板用于控制整个系统。
作为本发明的进一步方案，所述力控执行器机构通过螺栓连接有机器人。
作为本发明的进一步方案，所述双头电机的输出端与延长杆的螺纹旋进方向、延长杆与砂盘的螺纹旋进方向均与双头电机的输出端转动方向相反。
作为本发明的进一步方案，所述双头电机上设置有出线口、气管接口。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过砂盘在工件表面运动打磨时，第一传感器检测当前设备的位置姿态，同时通过第三传感器判断砂盘的行程位置，再通过第二传感器感知砂盘在打磨过程中最前端的运动状态，再通过力传感器感知当前砂盘与工件的接触力，并将以上信息反馈至控制系统，控制系统在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，进而控制气缸的输出力，带动双头电机和砂盘轴向浮动，从而达到砂盘与工件之间接触力精准和稳定，有助于提高整体的打磨效率。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明中的力控执行器机构结构示意图；
图3为本发明中的双头电机结构示意图；
图4为本发明中的延长杆结构示意图；
图5为本发明中的百叶片连接结构示意图；
图6为本发明中的转接头结构示意图。
图中：1、力控执行器机构；2、转接法兰；3、双头电机；4、延长杆；5、砂盘；6、百叶片；7、转接头；701、安装槽。
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。
实施例1：
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种基于双头电机形式的力控打磨机，力控执行器机构1，力控执行器机构1通过转接法兰2连接有双头电机3，双头电机3的输出端螺纹连接有延长杆4；
延长杆4远离双头电机3的输出端的一端螺纹连接砂盘5，力控执行器机构1包括与转接法兰2相连接的底座，底座远离转接法兰2的一侧固定连接有外壳，外壳为中空结构；
外壳顶部连接有盖板，盖板上开设有圆孔，位于外壳内部排列分布有与底座相固定连接的导轨、气缸，导轨通过滑块滑动连接有滑动板；
气缸的伸出杆通过力传感器与滑动板相连接，滑动板置于盖板之上，盖板上的圆孔与滑动板的缝隙处填充有密封体；
密封体采用软性且易变性的材质制成，位于外壳内壁上分别安装有第一传感器、第二传感器、第三传感器、压力阀、换向阀、控制电路板；
第一传感器用于测量设备姿态，第二传感器用于测量第一运动部加速度，第三传感器用于测量第一运动部位置，压力阀用于调节气体压力，换向阀用于改变气路方向，控制电路板用于控制整个系统，力控执行器机构1通过螺栓连接有机器人，双头电机3的输出端与延长杆4的螺纹旋进方向、延长杆4与砂盘5的螺纹旋进方向均与双头电机3的输出端转动方向相反，双头电机3上设置有出线口、气管接口。
具体的，在使用时，首先使用者通过螺栓将整体安装至机器人上，再将电线与双头电机3上的出线口进行连接，使用者启动双头电机3，双头电机3的输出端带动延长杆4配合砂盘5对工件进行打磨处理，第一传感器检测当前设备的位置姿态，同时通过第三传感器判断砂盘5的行程位置，再通过第二传感器感知砂盘5在打磨过程中最前端的运动状态，再通过力传感器感知当前砂盘5与工件的接触力，并将以上信息反馈至控制系统，控制系统在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，进而控制气缸的输出力，带动双头电机3和砂盘5轴向浮动，从而达到砂盘5与工件之间接触力精准和稳定，有助于提高整体的打磨效率，其次双头电机3的输出端与延长杆4的螺纹旋进方向、延长杆4与砂盘5的螺纹旋进方向均与双头电机3的输出端转动方向相反，可以保证在双头电机3通过输出端驱动延长杆4与砂盘5时延长杆4与砂盘5不会发生松动，保证整体的打磨效率不受影响，最后通过双头电机3上的气管接口可以与外界设备相连，向双头电机3内部输送冷空气，达到对双头电机3的冷却，防止双头电机3温度过高造成短路。
实施例2：
请参阅图5-6，本发明提供一种技术方案：一种基于双头电机形式的力控打磨机，延长杆4上还可以螺纹连接有转接头7，转接头7远离延长杆4的一端螺纹连接有百叶片6；
延长杆4与转接头7的螺纹旋进方向、转接头7与百叶片6的螺纹旋进方向均与双头电机3的输出端转动方向相反，位于转接头7外壁上开设有安装槽701，安装槽701内安装有砂纸。
具体的，请参考实施例1，使用者可以将砂盘5从延长杆4上拆卸，再将转接头7与延长杆4螺纹连接，并且转接头7螺纹连接有百叶片6，转接头7外壁上的安装槽701内安装有砂纸，在使用时，双头电机3的输出端带动延长杆4配合百叶片6或砂纸对工件进行打磨处理，使得本发明可以通过更换打磨工具来应对多种打磨场景，提高了本发明的适用性，其次延长杆4与转接头7的螺纹旋进方向、转接头7与百叶片6的螺纹旋进方向均与双头电机3的输出端转动方向相反，可以保证在双头电机3通过输出端驱动延长杆4与转接头7、百叶片6、砂纸时延长杆4与转接头7、百叶片6、砂纸不会发生松动，保证整体的打磨效率不受影响。
工作原理：对于本发明，首先使用者通过螺栓将整体安装至机器人上，再将电线与双头电机3上的出线口进行连接，使用者启动双头电机3，双头电机3的输出端带动延长杆4配合砂盘5对工件进行打磨处理，第一传感器检测当前设备的位置姿态，同时通过第三传感器判断砂盘5的行程位置，再通过第二传感器感知砂盘5在打磨过程中最前端的运动状态，再通过力传感器感知当前砂盘5与工件的接触力，并将以上信息反馈至控制系统，控制系统在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，进而控制气缸的输出力，带动双头电机3和砂盘5轴向浮动，从而达到砂盘5与工件之间接触力精准和稳定，有助于提高整体的打磨效率，其次双头电机3的输出端与延长杆4的螺纹旋进方向、延长杆4与砂盘5的螺纹旋进方向均与双头电机3的输出端转动方向相反，可以保证在双头电机3通过输出端驱动延长杆4与砂盘5时延长杆4与砂盘5不会发生松动，保证整体的打磨效率不受影响，通过双头电机3上的气管接口可以与外界设备相连，向双头电机3内部输送冷空气，达到对双头电机3的冷却，防止双头电机3温度过高造成短路，最后使用者可以将砂盘5从延长杆4上拆卸，再将转接头7与延长杆4螺纹连接，并且转接头7螺纹连接有百叶片6，转接头7外壁上的安装槽701内安装有砂纸，在使用时，双头电机3的输出端带动延长杆4配合百叶片6或砂纸对工件进行打磨处理，使得本发明可以通过更换打磨工具来应对多种打磨场景，提高了本发明的适用性，延长杆4与转接头7的螺纹旋进方向、转接头7与百叶片6的螺纹旋进方向均与双头电机3的输出端转动方向相反，可以保证在双头电机3通过输出端驱动延长杆4与转接头7、百叶片6、砂纸时延长杆4与转接头7、百叶片6、砂纸不会发生松动，保证整体的打磨效率不受影响。
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 (8)

1.一种基于双头电机形式的力控打磨机，其特征在于，包括：
力控执行器机构(1)，所述力控执行器机构(1)通过转接法兰(2)连接有双头电机(3)，所述双头电机(3)的输出端螺纹连接有延长杆(4)；
所述延长杆(4)远离双头电机(3)的输出端的一端螺纹连接砂盘(5)。
2.根据权利要求1所述的一种基于双头电机形式的力控打磨机，其特征在于，所述力控执行器机构(1)包括与转接法兰(2)相连接的底座，所述底座远离转接法兰(2)的一侧固定连接有外壳，所述外壳为中空结构；
所述外壳顶部连接有盖板，所述盖板上开设有圆孔。
3.根据权利要求2所述的一种基于双头电机形式的力控打磨机，其特征在于，位于所述外壳内部排列分布有与底座相固定连接的导轨、气缸，所述导轨通过滑块滑动连接有滑动板；
所述气缸的伸出杆通过力传感器与滑动板相连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于双头电机形式的力控打磨机，其特征在于，所述滑动板置于盖板之上，所述盖板上的圆孔与滑动板的缝隙处填充有密封体；
所述密封体采用软性且易变性的材质制成。
5.根据权利要求3所述的一种基于双头电机形式的力控打磨机，其特征在于，位于所述外壳内壁上分别安装有第一传感器、第二传感器、第三传感器、压力阀、换向阀、控制电路板；
所述第一传感器用于测量设备姿态，所述第二传感器用于测量第一运动部加速度，所述第三传感器用于测量第一运动部位置，所述压力阀用于调节气体压力，所述换向阀用于改变气路方向，所述控制电路板用于控制整个系统。
6.根据权利要求1所述的一种基于双头电机形式的力控打磨机，其特征在于，所述力控执行器机构(1)通过螺栓连接有机器人。
7.根据权利要求1所述的一种基于双头电机形式的力控打磨机，其特征在于，所述双头电机(3)的输出端与延长杆(4)的螺纹旋进方向、延长杆(4)与砂盘(5)的螺纹旋进方向均与双头电机(3)的输出端转动方向相反。
8.根据权利要求1所述的一种基于双头电机形式的力控打磨机，其特征在于，所述双头电机(3)上设置有出线口、气管接口。
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