抛光轮直径和抛光力检测方法与抛光轮磨损补偿方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102114610A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102114610A(43)申请公布日2011.07.06(21)申请号201010582614.7(22)申请日2010.12.07(71)申请人北京航空航天大学地址100191北京市海淀区学院路37号(72)发明人王伟张栋贠超张令(74)专利代理机构北京金恒联合知识产权代理事务所11324代理人李强(51)Int.Cl.B24B49/10(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称抛光轮直径和抛光力检测方法与抛光轮磨损补偿方法(57)摘要本发明提供一种抛光轮直径检测与补偿方法，涉及实时抛光力检测、抛光轮直径检测和抛光轮磨损补偿，采用了电流传感器，依靠各被测因素与电流传感器读数值之间的比例关系，间接测量抛光过程中抛光力的大小，以及测量起动主电机时的抛光轮直径；在实时抛光过程中，由于抛光轮磨损，引起抛光力减小，根据当前用户指定的抛光接触扇区在抛光轮的位置和当前抛光轮末端转动轴的转角，推算出抛光轮与工件接触面的法向方向，可以实时快速计算出各移动关节的补偿距离。CN10246ACCNN110211461002114611A权利要求书1/2页1.一种抛光轮直径检测方法，其特征在于包括：检测流过驱动抛光轮的主轴电机的电流(I)，根据所述电流确定抛光轮的直径(d)。2.根据权利要求1的抛光轮直径检测方法，其特征在于所述电流(I)是流过驱动抛光轮的主轴电机的一次回路的电流。3.根据权利要求1或2所述的抛光轮直径检测方法，其特征在于利用电流传感器检测所述电流(I)，且抛光轮的直径(d)是按照以下公式确定的：其中d0是所述抛光轮的初始直径，I0是与所述初始直径对应的流过驱动抛光轮的主轴电机的电流。4.一种抛光力检测方法，其特征在于包括：检测流过驱动抛光轮的主轴电机的电流(I)，根据所述电流确定抛光轮的抛光力(N)。5.根据权利要求5的抛光力检测方法，其特征在于所述电流(I)是流过驱动抛光轮的主轴电机的一次回路的电流。6.根据权利要求4或5所述的抛光力检测方法，其特征在于利用电流传感器检测所述电流(I)，且所述抛光力(N)是按照以下公式确定的：其中μ是抛光轮与工件之间库仑摩擦系数，r是抛光轮当前的半径即抛光轮的直径(d)的一半，k是所述主轴电机(三相异步电机)的转矩常数，i是所述主轴电机的输出端减速器速比。7.一种抛光轮磨损补偿方法，其特征在于包括：当检测到抛光力减小时，使载有待加工工件的工具端和载有抛光轮的工作台相向移动，当抛光力增加到设定值范围时，停止所述相向移动，否则继续所述相向移动，直到抛光力增加到合理值，其中所述抛光力是利用根据权利要求4-6中的任何一项所述的方法检测的。8.根据权利要求7的方法，其特征在于进一步包括：将抛光轮均分成若干个区域；指定某一区域作为抛光的接触局部，该区域对应一个从圆心出发指向圆周的单位矢量，该矢量姿态仅与抛光机器人的一部分关节转角有关；通过齐次变化，得到所述矢量相对于基坐标系的三维姿态列阵；把该三维列阵的元素与补偿步长的乘积即为机器人各移动关节的补偿距离；按照该补偿距离进行补偿。9.根据权利要求8的方法，其特征在于进一步包括：2CCNN110211461002114611A权利要求书2/2页连续进行所述补偿的迭代，使得抛光力增加到设定范围。10.根据权利要求9的方法，其中所述抛光力用电流传感器的读数表示。3CCNN110211461002114611A说明书1/5页抛光轮直径和抛光力检测方法与抛光轮磨损补偿方法技术领域[0001]本发明涉及一种抛光轮直径检测方法、一种抛光力检测方法、与一种抛光轮磨损补偿方法，尤其涉及包含曲面特征的恒力抛光任务的数控加工过程中，由于抛光轮本身磨损引起直径变小的，一种直径检测和补偿方法。背景技术[0002]随着人们对产品外形和表面质量要求的提高，在产品精加工过程中，经常采用抛光加工。特别对复杂曲面如高档水暖器件、文体用品、航空发动机叶片、水轮机叶片等的抛光加工，一般只能采用手工作业，不仅费时费力，效率低下，而且产品的一致性性差，精度不高。机器人抛光系统等数控抛光系统，使用编程控制，实现抛光自动化作业，它不仅改善了工人的工作条件及提高生产效率，而且加工后工件的表面质量及一致性大大提高。抛光轮一般由多层帆布或者毡布层叠起来，缝合而成，具有很强的柔性。[0003]抛光工作时，为保持加工工具和工件之间的接触，得到高质量的抛光效果，理想的状态是恒力抛光。通常机器人柔性抛光系统抛光工作时采用直接或者间接力控制实现恒力抛光，直接控制抛光轮与工件之间的接触力。其工作原理为：当力传感器检测到接触力超过设定范围后，工件或者抛光轮或两者同时做分离运动，使得接触力减小，当接触