[发明专利]机器人油漆修复系统和方法

说明书

本发明公开了一种机器人油漆修复系统，所述机器人油漆修复系统可包括：可消耗磨料产品，所述可消耗磨料产品被配置为对基底进行研磨；工具，所述工具被配置为驱动所述可消耗磨料产品进行研磨；机器人装置，所述机器人装置被配置为操纵所述工具；以及顺应性附件致动器，所述顺应性附件致动器定位在所述工具和所述基底之间，其中响应于在所述工具和所述基底之间收集的感测数据，驱动所述顺应性附件致动器以向所述可消耗磨料产品施加期望的力和期望的刚度。

技术领域

本公开涉及研磨工具和可消耗磨料产品，并且更具体地涉及使用研磨工具和可消耗磨料产品的机器人实施的修复。

背景技术

研磨工具和相关的可消耗磨料产品用于许多行业中。例如，可消耗磨料产品用于木工行业、海洋行业、汽车行业、建筑行业等。常见的研磨工具包括轨道式磨砂机、随机轨道磨砂机、带式磨砂机、角向研磨机、模具研磨机、以及用于对表面进行研磨的其他工具。可消耗磨料产品可包括非织造磨料产品、砂磨盘、砂磨带、磨轮、毛刺、钢丝轮、抛光盘/带、去毛轮、盘旋轮、组合轮、翼片盘、翼片轮、切割轮以及用于对工件进行物理研磨的其他产品。可消耗磨料产品是可消耗的，在这种意义上，它们可被消耗和替换的频率比使用它们的研磨工具要频繁得多。例如，用于角向研磨机的磨轮在需要替换之前可仅持续几天的工作，但角向研磨机本身可持续多年。

在汽车行业中，使用研磨工具和相关的可消耗磨料产品来实现油漆应用(例如，底漆砂磨、清漆涂层缺陷去除、清漆涂层抛光等)的缺陷特定修复。清漆涂层修复是汽车原始装备制造(OEM)部门中要自动化的最后操作中的一项操作。期望用于使该过程以及适于使用磨料和/或机器人检查和修复的其他油漆应用(例如，底漆砂磨、清漆涂层缺陷去除、清漆涂层抛光等)自动化的技术。另外，这个问题在售后市场领域还没有得到解决(例如，定制汽车改装、DIY、细节和碰撞维修)。

迄今为止，在汽车行业中对油漆应用的缺陷特定修复仍然是一种手工工作。

发明内容

现在将描述各种示例以引入简化形式的概念选择，这些概念在下面的具体实施方式中进一步描述。本发明内容并非意图识别受权利要求书保护的主题的主要特征或本质特征，也非意图用于限制受权利要求书保护的主题的范围。

本公开描述了与用于油漆应用的缺陷特定修复自动化的各种问题相关的系统、方法和技术。例如，机器人油漆修复(材料去除和随后的抛光)对于自动化来说并非微不足道，关键问题在于两个处理动作都是固有地力相关的。即，它们在处理期间需要精确施加的力以获得最佳(或甚至足够的)结果。机器人操纵器由于其历史驱动而持续提高精度，因此是固有刚性的系统，其本身不能产生显著的力控制保真性。随着一些高级力感测和反作用力控制回路/算法的增加，可使机器人操纵器向工件施加受控力，但是系统通常仍然遭受高刚度(即，小的位置位移导致关节扭矩的大的变化，并且因此导致端部执行器处的大的力)。作为上述的解决方案，现有技术包括在机器人与工具之间附接较软的冗余致动。这种增加的顺应性减小了力-位移曲线并且产生可精确地控制在特定位移上施加的力的系统。