一种工业机器人的打磨抛光工具及打磨抛光控制方法.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CN107085392A(43)申请公布日2017.08.22(21)申请号201710470767.4(22)申请日2017.06.20(71)申请人重庆卓来科技有限责任公司地址400038重庆市沙坪坝区高滩岩正街31号(72)发明人黄宇蒋孔林(74)专利代理机构重庆博凯知识产权代理有限公司50212代理人黄河赵英(51)Int.Cl.G05B19/04(2006.01)B24B51/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称一种工业机器人的打磨抛光工具及打磨抛光控制方法(57)摘要本发明公开了一种工业机器人的打磨抛光工具，包括箱体与打磨盘，箱体内设有打磨伺服电机与伸缩伺服电机；打磨伺服电与打磨盘动力连接；伸缩伺服电机的轴线垂直于打磨伺服电机；伸缩伺服电机动力连接有同步带轮；同步带的传递方向平行于打磨伺服电机的轴线方向；同步带上连接有皮带夹紧装置；还包括导轨，导轨上滑动连接有滑块；皮带夹紧装置以及打磨伺服电机均固定在滑块上。还公开了一种控制方法：控制器实时读取打磨倾角θ，根据θ计算重力分量Fa，根据Fa计算伸缩力Fs、伸缩扭矩Tp，输出Tp，并进行下压位置与伸缩速度约束，实现恒压力控制；同时进行恒摩擦力矩控制，并对打磨转速进行约束。本发明实现了恒压力与恒摩擦力矩打磨，打磨控制精度高，打磨效果好。CN107085392ACN107085392A权利要求书1/2页1.一种工业机器人的打磨抛光工具，包括箱体以及位于箱体外的打磨盘，其特征在于：所述箱体内设有打磨伺服电机与伸缩伺服电机；所述打磨伺服电机的输出轴通过动力连接机构与所述打磨盘动力连接；所述伸缩伺服电机的轴线垂直于打磨伺服电机的轴线；所述伸缩伺服电机动力连接有同步带轮；所述同步带轮包括主动轮、从动轮以及同步带，所述主动轮与伸缩伺服电机的输出轴连接；所述同步带的传递方向平行于打磨伺服电机的轴线方向；所述同步带上连接有随着同步带运动的皮带夹紧装置；还包括沿打磨伺服电机轴线方向设置的导轨，所述导轨上滑动连接有滑块；所述皮带夹紧装置以及打磨伺服电机均固定连接在所述滑块上。2.根据权利要求1所述的工业机器人的打磨抛光工具，其特征在于：所述打磨盘与箱体之间设有用于容纳动力连接机构的风琴伸缩套；所述风琴伸缩套前后两端分别连接有前固定板、后固定板；风琴伸缩套后端通过后固定板固定在箱体外表面，风琴伸缩套前端能够随着打磨盘的伸缩而伸缩；所述风琴伸缩套内设有用于密封动力连接机构的动密封组件。3.根据权利要求1所述的工业机器人的打磨抛光工具，其特征在于：所述动力连接机构包括外伸出箱体外的连接轴；所述连接轴两端分别设有沿自身轴线方向的打磨盘连接孔、打磨伺服电机连接孔；所述打磨盘连接孔为螺纹孔，所述打磨盘通过打磨盘连接柱与连接轴的打磨盘连接孔螺纹连接；所述打磨盘连接孔与伺服电机连接孔之间设有隔壁，隔壁上设有螺钉连接孔；打磨伺服电机的输出轴插入打磨伺服电机连接孔内，并与其紧配合，再通过螺钉固定在隔壁上。4.根据权利要求3所述的工业机器人的打磨抛光工具，其特征在于：所述打磨盘连接柱包括柱体与穿套在柱体中央部位的螺母；所述柱体与螺母一体成型，柱体两端均设有螺纹。5.根据权利要求3所述的工业机器人的打磨抛光工具，其特征在于：所述动密封组件包括动密封外套；所述动密封外套内设有动密封压紧套以及动密封件；所述动密封外套固定在风琴伸缩套的前固定板上；所述动密封压紧套以及动密封件均穿套在连接轴上，所述动密封压紧套的一侧抵紧在前固定板上，其另一侧将动密封件压紧在动密封外套的侧壁上。6.根据权利要求1所述的工业机器人的打磨抛光工具，其特征在于：所述箱体的底面及侧面一体成型形成箱体主体，箱体主体顶面连接有盖板；所述盖板通过插销与箱体主体插接，所述盖板与箱体主体之间通过密封圈密封。7.一种控制如权利要求1所述的工业机器人的打磨抛光工具的打磨抛光控制方法，其特征在于：伸缩伺服电机的伸缩驱动器分别与工业机器人的控制器双向通信连接；包括以下步骤：步骤1：设置以下参数：打磨压力Fp、最大下压深度Pmax、最小下压深度Pmin、最大伸缩速度Vp.max以及最大伸缩扭矩Tp.max，其中，Fp＞0，Vp.max＞0，Tp.max＞0；步骤2：工业机器人的控制器控制打磨抛光工具移动到达预定工作位置并调整工作姿态；控制器从工作姿态数据中读取打磨倾角θ；步骤3：计算重力分量Fa：令打磨抛光工具的总体质量为m，打磨抛光工具所受重力为Fg＝mg，g为重力加速度；Fa＝Fgcosθ；步骤4：计算伸缩伺服电机需要提供的伸缩力Fs：Fs＝Fp-Fa；步骤5：计算伸缩伺服电机需要输出的伸缩扭矩Tp：Tp＝Fs×R，其中R为同步带轮中的主动轮的半径；2CN1