[发明专利]一种应用于工业机器人末端的恒力浮动装置

说明书

本发明公开了一种应用于工业机器人末端的恒力浮动装置，属于机器人智能加工技术领域。该恒力浮动装置包括气动浮动机构、基体连接件、压力控制机构、力传感器和工业机器人；所述压力控制机构为调压阀，所述压力控制机构的一端通过中间过渡法兰与所述气动浮动机构相连接，压力控制机构的另一端通过尾部过渡支撑座与所述力传感器连接，同时所述力传感器通过末端连接法兰安装在工业机器人的第六轴法兰上；所述气动浮动机构还通过工具连接法兰安装加工工具，气动浮动机构能够对所安装的加工工具施加恒定推力。本发明实现机器人末端恒力柔性加工能力，能够提升加工工件表面的质量，满足机器人智能加工的需求。

技术领域

本发明涉及机器人智能加工技术领域，具体涉及一种应用于工业机器人末端的恒力浮动装置。

背景技术

目前，我国工业产品表面加工主要依靠人工手动完成，人工操作费时费力，工作环境恶劣，而且加工质量得不到保证。加工过程中的工具对工件表面的接触压力是影响工件表面质量的关键因素，接触压力的突然变化将会导致工件材料去除量的变化，影响表面质量甚至造成工件的报废，接触压力的恒定对表面加工质量的好坏有十分重要的作用。

目前，我国尚未出现基于工业机器人末端的通用型恒力浮动装置，传统的人工加工依靠工人手持施加压力，虽具有一定的柔性但不能保证工件与工具接触压力恒定。一些基于自动化设计的专用加工工具由于精度、通用性等问题，也不能实现多工具通用的实时柔性恒力加工。

发明内容

针对现在技术中存在的上述不足之处，本发明的目的在于提供一种应用于工业机器人末端的恒力浮动装置，该装置通过特定结构的设计，能够安装在不同的工业机器人末端，并通过连接不同的加工工具实现对工件柔性、恒压力、高效、高质的加工。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种应用于工业机器人末端的恒力浮动装置，该恒力浮动装置包括气动浮动机构、基体连接件、压力控制机构、力传感器和工业机器人；所述基体连接件包括工具连接法兰、中间过渡法兰、尾部过渡支撑座和末端连接法兰；其中：所述压力控制机构为调压阀，所述压力控制机构的一端通过中间过渡法兰与所述气动浮动机构相连接，压力控制机构的另一端通过尾部过渡支撑座与所述力传感器连接，同时所述力传感器通过末端连接法兰安装在工业机器人的第六轴法兰上；所述气动浮动机构还通过工具连接法兰安装加工工具，气动浮动机构能够对所安装的加工工具施加恒定推力。所述气动浮动机构根据力传感器及工业机器人反馈的位姿变化及接触力变化量通过调压阀调节气动浮动机构的输入气压来实现气动浮动单元输出推力恒定。

所述气动浮动机构包括气缸本体和滑动导杆，所述气缸本体内设有活塞、活塞杆与磁环，磁环设于活塞上；所述滑动导杆为两组，设置于所述气缸本体内并平行于气缸本体内的活塞杆，所述滑动导杆的末端与所述工具连接法兰相固定连接；其中：所述活塞杆向加工工具提供推力，由两组滑动导杆为工具连接法兰提供支撑及导向。

所述气缸本体的外侧设有前端电磁检测开关和后端电磁检测开关，用于检测内部活塞上磁环所处的位置，防止气动浮动机构在使用过程中过载导致气缸活塞超程造成气缸损坏。

所述气缸本体上设有尾部进气端与头部进气端，尾部进气端与头部进气端均安装气管接口用于输入相同压力的驱动空气；所述驱动空气由压力控制机构输入，驱动空气的压力由压力控制机构进行闭环控制。

所述压力控制机构上设有调压进气口和调压出气口，调压出气口连接三通的一个接口，三通的另两个接口分别连接所述气缸本体上的尾部进气端与头部进气端；工作气体由调压进气口进入压力控制机构，由调压出气口同时输出至头部进气端及尾部进气端。

所述力传感器接收的受力信息由数据传输接口进行信号采集，并上传给控制单元；所述压力控制机构由伺服信号传递模块与控制单元通信。