自主打磨装置及其打磨方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111390937A(43)申请公布日2020.07.10(21)申请号202010345019.5(22)申请日2020.04.27(71)申请人聊城大学地址252000山东省聊城市东昌府区湖南路1号(72)发明人王翀孙群袁修华(74)专利代理机构济南金迪知识产权代理有限公司37219代理人董红娟(51)Int.Cl.B25J11/00(2006.01)B25J15/00(2006.01)B25J9/16(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图6页(54)发明名称自主打磨装置及其打磨方法(57)摘要本发明所提供的自主打磨装置，包括支撑架体，支撑架体上下两端分别安装有顶板和底板，所述的顶板上开设有与机械臂末端连接的安装孔，在支撑架体内部设置有电机，电机的传动轴贯穿底板延伸至外部，并通过联轴器与打磨部件连接；底板底部设有夹板，底板与夹板之间设置有多个膜片式力传感器，以螺栓穿过夹板与底板，将电机固定在底板上；底板上部两端对称布置有多个距离传感器，此外，底板上还固定有控制箱体。同时，本发明还提供了上述自主打磨装置的打磨方法，通过自主打磨装置与上位机机器人的信息交互，实现机器人自主打磨作业的智能化。CN111390937ACN111390937A权利要求书1/1页1.自主打磨装置，其特征在于，包括支撑架体，支撑架体上下两端分别安装有顶板和底板，所述的顶板上开设有与机械臂末端连接的安装孔，在支撑架体内部设置有电机，电机的传动轴贯穿底板延伸至外部，并通过联轴器与打磨部件连接；底板底部设有夹板，底板与夹板之间设置有多个膜片式力传感器，以螺栓穿过夹板与底板，将电机固定在底板上；底板上部两端对称布置有多个距离传感器，此外，底板上还固定有控制箱体，所述的控制箱体内部设置有控制电路，控制电路包括主控芯片、AD信号采集处理电路、RS232接口电路、电源模块、PWM输出处理电路、电机驱动电路，其中，AD信号采集处理电路、RS232接口电路、PWM输出处理电路分别与主控芯片连接，所述的PWM输出处理电路有分别与电源模块以及电机驱动电路连接，力传感器、距离传感器以及驱动电机接入控制箱体内部，所述的力传感器、距离传感器与控制电路的AD信号采集电路连接；所述的电机与控制电路的电机驱动电路连接，上位机机器人控制器接入控制箱体内部，并通过RS232接口电路与主控芯片实现信息交互。2.根据权利要求1所述的自主打磨装置，其特征在于，多片膜片式力传感器均匀分布在底板与夹板之间。3.根据权利要求1所述的自主打磨装置，其特征在于，主控芯片采用TMS320F28335型的DSP芯片。4.一种根据权利要求1所述的自主打磨装置的打磨方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：上位机器人控制器发出控制要求，加载工况策略；调整机械臂确定工作面的边缘位置，从上位机器人的数据库中选择打磨功率，从起始点开始打磨，其中，所述的打磨功率＝打磨部件转速×转矩＝打磨部件转速×打磨部件与待打磨面的接触力×摩擦系数u×接触半径；步骤2：上位机器人控制器按照所设定工况要求，控制机械臂进给，机械臂带动自主打磨装置进给至起始位姿；步骤3：上位机器人通过主控芯片控制调节电机转速、打磨部件与工件接触面参数，合加载工况要求，其中，接触面参数为打磨部件与待打磨面的接触力，其中，上位机机器人控制器根据距离传感器反馈量做接触面参数的细微调整；步骤4：力传感器反馈信号至主控芯片，并传送至上位机器人，上位机器人控制器判断打磨功率是否符合工况要求，是则执行下一步；反之则执行步骤3；步骤5：机械臂带动打磨装置沿X方向正向运动并打磨，力传感器实时反馈接触力数据，上位机机器人控制器判断接触力是否恒定，是则执行下一步：反之则执行步骤3；步骤6：上位机机器人控制器判断是否打磨至所设定的加载工况末端位置，是则执行下一步，反之则执行步骤5；步骤7：机械臂带动打磨装置沿Y方向做工作面上下位置的调节，调节完成后，机械臂带动打磨装置沿X方向负向运动并打磨，力传感器实时反馈接触力数据，上位机机器人控制器判断接触力是否恒定，是则执行下一步：反之则执行步骤3；步骤8：机械臂继续沿Y方向进行工作面上下位置调节，重复步骤5-步骤7，直至打磨范围满足工况要求的工作面范围，停止打磨，上位机机器人控制机械臂复位，结束作业。2CN111390937A说明书1/4页自主打磨装置及其打磨方法技术领域[0001]本发明涉及工业产品加工技术领域，特别是属于一种自主打磨装置及其打磨方法。背景技术[0002]在工业产品加工过程中打磨、抛光、去毛刺是生产中的必须环节。常见的打磨工具有砂带、砂轮、钢丝轮、抛光羊毛轮等装置，早先人工打磨过程不仅费时费力，生产效率低下，且精度合格率也不尽如人意。随着工业