CN206254004U - 一种机器人柔性打磨系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机器人柔性打磨系统，包括控制柜、机器人、基座、计算机、力传感器、工件夹持固定装置和打磨机；控制柜设置在基座内，并与机器人电连接，计算机设置在基座的上表面，并与控制柜电连接；机器人固定连接在基座上，其末端设有力传感器和工件夹持固定装置，力传感器与计算机电连接，力传感器的一端与机器人的末端相连接，另一端与工件夹持固定装置的一端相连接，工件夹持固定装置的另一端连接打磨工件；打磨机设置在工作台上，打磨机上设有打磨砂带，打磨工件与打磨砂带相接触，实现打磨。本实用新型的有益效果是：本实用新型的一种机器人柔性打磨系统，自动化程度高、柔性强和产品打磨质量一致性高。

Description

一种机器人柔性打磨系统

技术领域

本实用新型涉及机器人自动化加工领域，尤其涉及一种机器人柔性打磨系统。

背景技术

随着《中国制造2025》的逐步推进，机器人自动化系统广泛应用于焊接、喷涂、搬运、打磨等工艺中。打磨工艺作为零件成型的最重要一道工序，目前一般采用人工打磨的方式，这种方式导致打磨产品的质量和精度一致性较差，打磨作业效率较低，且打磨现场产生的粉尘会影响到人的身心健康。另外，大批量产品和各种形状尺寸不一的产品的打磨作业，对人工打磨的熟练程度、以及打磨成本效率提出了更苛刻的要求。

因此，发明一种可以完成大批量产品、各种形状产品或者对人健康有害的打磨作业，并能改善工人的工作环境和提高产品的一致性，降低产品生产成本的打磨系统是非常有意义的。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种自动化程度高、柔性强和产品打磨质量一致性高的机器人柔性打磨系统。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种机器人柔性打磨系统，包括控制柜、机器人、基座、计算机、力传感器、工件夹持固定装置和打磨机；控制柜设置在基座内，并与机器人电连接，计算机设置在基座的上表面，并与控制柜电连接；机器人固定连接在基座上，其末端设有力传感器和工件夹持固定装置，力传感器与计算机电连接，力传感器的一端与机器人的末端相连接，另一端与工件夹持固定装置的一端相连接，工件夹持固定装置的另一端连接打磨工件；打磨机设置在工作台上，打磨机上设有打磨砂带，打磨工件与打磨砂带相接触，实现打磨。

进一步：力传感器为六维力传感器。

进一步：机器人为多自由度工业机器人。

进一步：机器人为六自由度工业机器人。

进一步：机器人的末端还设有法兰盘，法兰盘与力传感器之间还设有力传感器工装夹具，法兰盘的一端与机器人的末端固定连接，另一端与力传感器工装夹具的一端相连接，力传感器工装夹具的另一端与力传感器的一端相连接。

进一步：计算机与控制柜通过以太网接口相连接。

进一步：力传感器为圆柱形，力传感器的上端与力传感器工装夹具的下端相连接，工件夹持固定装置的上端与力传感器下端的中心位置相连接。

基于上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的一种机器人柔性打磨系统，通过力传感器可以智能拖动六自由度工业机器人，显著提高作业效率，节省大量的时间和成本；

2、本实用新型的一种机器人柔性打磨系统，示教阶段，获取打磨时的打磨力、打磨位置及打磨速度，通过机器学习算法获取最佳的打磨力控制策略；

3、本实用新型的一种机器人柔性打磨系统，在线阶段，通过机器人正向运动学与末端力传感器，识别当前的打磨状态，根据示教阶段学习到的控制策略来调整机器人的末端位置和速度；

4、本实用新型的一种机器人柔性打磨系统，力传感器能保证打磨过程中打磨工件与打磨砂带之间的打磨力始终保持恒定，实现打磨工件质量的一致性和稳定性，适用于复杂曲面的打磨。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的力传感器与打磨工件的连接示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、控制柜，2、基座，3、计算机，4、机器人，5、力传感器工装夹具，6、力传感器，7、工件夹持固定装置，8、打磨工件，9、打磨机，10、工作台，11、打磨砂带。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1和图2所示，一种机器人柔性打磨系统，包括控制柜1、机器人4、基座2、计算机3、力传感器6、工件夹持固定装置7和打磨机9；控制柜1设置在基座2内，并与机器人4电连接，计算机3设置在基座2的上表面，并与控制柜1电连接；机器人4固定连接在基座2上，其末端设有力传感器6和工件夹持固定装置7，力传感器6与计算机3电连接，力传感器6的一端与机器人4的末端相连接，另一端与工件夹持固定装置7的一端相连接，工件夹持固定装置7的另一端连接打磨工件8；打磨机9设置在工作台10上，能实现打磨速度的在线调整，打磨机9上设有打磨砂带11，并能驱动打磨砂带11移动，打磨工件8与打磨砂带11相接触，实现打磨。

本实用新型的一种机器人柔性打磨系统，通过力传感器6可以智能拖动六自由度工业机器人，显著提高作业效率，节省大量的时间和成本；示教阶段，获取打磨时的打磨力、打磨位置及打磨速度，通过机器学习算法获取最佳的打磨力控制策略；在线阶段，通过机器人正向运动学与末端力传感器，识别当前的打磨状态，根据示教阶段学习到的控制策略来调整机器人4的末端位置和速度。

进一步：力传感器6为六维力传感器，能比较精确地检测到打磨力的大小和方向，精度较高。

机器人4为多自由度工业机器人，用于夹持待打磨工件8，并与打磨机9配合完成打磨任务，能够通过力传感器6进行智能拖动示教。

机器人4为六自由度工业机器人，能在柔性打磨机器人4时实现更丰富灵活的动作，能够完成复杂曲面的打磨作业。

计算机3能够将目标运动位姿发送给的控制柜1，控制六自由度工业机器人4实现关节空间与笛卡尔空间的打磨运动，并能实时显示机器人4打磨的当前状态和运动轨迹。

机器人4的末端还设有法兰盘，法兰盘与力传感器6之间还设有力传感器工装夹具5，法兰盘的一端与机器人4的末端固定连接，另一端与力传感器工装夹具5的一端相连接，力传感器工装夹具5的另一端与力传感器6的一端相连接。

计算机3与控制柜1通过以太网接口相连接。

力传感器6为圆柱形，力传感器6的上端与力传感器工装夹具5的下端相连接，工件夹持固定装置7的上端与力传感器6下端的中心位置相连接。

力传感器6的电缆线通过扎线带固定在机器人4的手臂上，然后通过USB接口连接在计算机3上。

力传感器6能实时采集打磨工件8与打磨砂带11之间的打磨力的大小和方向，然后在线调整机器人4末端的伸缩，使打磨力保持恒定，实现恒力打磨，实现打磨工件8质量的一致性和稳定性，提高打磨质量，能够完成复杂曲面的打磨作业。

计算机3可以用于进行机器人运动学与动力学的离线编程(包括轨迹规划及运动补偿)，生成打磨路径，同时实现与控制柜1的通讯，机器人4根据路径点法向量调整姿态，使打磨压力的方向始终保持在待打磨工件8表面的法向上，实现打磨质量的一致性。

本使用新型的一种机器人柔性打磨系统，在机器人4进行打磨时，可以根据打磨工件8的特征，在线调整机器人4打磨姿态，实现恒力打磨。该系统运行平稳可靠，可实现打磨质量和精度的一致性，并且具有自动化程度高、柔性强、易于协作、成本低等优点。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种机器人柔性打磨系统，其特征在于：包括控制柜(1)、机器人(4)、基座(2)、计算机(3)、力传感器(6)、工件夹持固定装置(7)和打磨机(9)；

所述控制柜(1)设置在所述基座(2)内，并与所述机器人(4)电连接，所述计算机(3)设置在所述基座(2)的上表面，并与所述控制柜(1)电连接；

所述机器人(4)固定连接在所述基座(2)上，其末端设有力传感器(6)和工件夹持固定装置(7)，所述力传感器(6)与所述计算机(3)电连接，所述力传感器(6)的一端与所述机器人(4)的末端相连接，另一端与所述工件夹持固定装置(7)的一端相连接，所述工件夹持固定装置(7)的另一端连接打磨工件(8)；

所述打磨机(9)设置在工作台(10)上，所述打磨机(9)上设有打磨砂带(11)，所述打磨工件(8)与所述打磨砂带(11)相接触，实现打磨。

2.根据权利要求1所述的一种机器人柔性打磨系统，其特征在于：所述力传感器(6)为六维力传感器。

3.根据权利要求1所述的一种机器人柔性打磨系统，其特征在于：所述机器人(4)为多自由度工业机器人。

4.根据权利要求3所述的一种机器人柔性打磨系统，其特征在于：所述机器人(4)为六自由度工业机器人。

5.根据权利要求1所述的一种机器人柔性打磨系统，其特征在于：所述机器人(4)的末端还设有法兰盘，所述法兰盘与所述力传感器(6)之间还设有力传感器工装夹具(5)，所述法兰盘的一端与所述机器人(4)的末端固定连接，另一端与所述力传感器工装夹具(5)的一端相连接，所述力传感器工装夹具(5)的另一端与所述力传感器(6)的一端相连接。

6.根据权利要求1所述的一种机器人柔性打磨系统，其特征在于：所述计算机(3)与所述控制柜(1)通过以太网接口相连接。

7.根据权利要求1至6任一项所述的一种机器人柔性打磨系统，其特征在于：所述力传感器(6)为圆柱形，所述力传感器(6)的上端与所述力传感器工装夹具(5)的下端相连接，所述工件夹持固定装置(7)的上端与所述力传感器(6)下端的中心位置相连接。