[发明专利]一种磨抛机器人力控浮动恒力末端执行机构及其使用方法

说明书

本发明公开了一种磨抛机器人力控浮动恒力末端执行机构及其使用方法，包括基本结构件、防尘塑胶套、气动动力机构、传感器和压力控制机构；所述压力调节机构由两个压力调节阀组成，安置于控制箱内降低末端恒力装置的质量，通过气管与末端恒力装置相连接，通过控制压力调节阀来控制气缸的伸缩，来控制压力大小；末端恒力装置通过上端机器人连接法兰安装在六自由度工业机器人第六轴法兰上，末端气动恒力装置下端连接法兰可以安装不同打磨工具，满足不同工作场景需求，本发明实现工业机器人柔性磨抛，通过控制末端气动恒力装置，对打磨工具施加恒定压力，提高磨抛精度，提升加工工件表面质量，满足机器人柔性磨抛的要求。

技术领域

本发明涉及工业加工装置技术领域，具体涉及一种磨抛机器人力控浮动恒力末端执行机构及其使用方法。

背景技术

打磨和抛光作为一种工业加工工艺，在制造业中比较常见，目前，被广泛应用于航空航天、汽车、模具等制造业中。磨抛不仅对操作工人的技能要求高，而且工作环境恶劣，存在一定的危险，以及人工成本的增加，迫切需要实现自动化磨抛。

自动化机器人磨抛一般可以分为工具型磨抛机器人和工件型磨抛机器人，其中工具型磨抛机器人就是机器人主动去接触磨抛工件进行作业，这就存在着一些问题，机器人直接携带磨抛工具进行打磨，刚性太强、精度不高容易对工件造成损伤或者达不到预期效果。这时末端执行器就显得尤为重要，目前，力控浮动末端执行在工业生产线中得到广泛使用,有关力控浮动末端执行机构的研究受到广泛关注。力控浮动末端执行机构优于其他电力系统的方面有很多，其中包括高的功率重量比、清洁、低成本和低损耗。力控浮动末端执行机构也面临着巨大挑战是使加压的空气保持在气缸腔体内的气缸密封造成的摩擦。当气动执行器的运动开始和停止时，由摩擦所引起的忽动忽停会对气动执行器的性能造成不良影响。例如，不稳定性、响应速度慢、大跟踪误差和受限的工作范围。所以力控浮动末端执行机构还需要在力位控制上有所改进，末端恒力装置将来在智能制造工业发展中将会有更多的需求，也得到更大的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磨抛机器人力控浮动恒力末端执行机构及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的满足通用型以及特定型需求，通过上端机器人连接法兰能够安装在不同工业机器人的末端，下端磨抛工具连接法兰能够安装不同的磨抛工具，满足不同磨抛产品需求，实现柔性磨抛，实现磨抛过程中的力位控制，提高磨抛精度以及稳定性的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种磨抛机器人力控浮动恒力末端执行机构及其使用方法，包括基本结构件101、防尘塑胶套11、气动动力机构103和传感器104，所述基本构件101包括上基座5、下基座12、机器人连接法兰4、磨抛工具连接法兰14、第一导向轴19、第二导向轴21、第三导向轴20、嵌入式直线轴承18以及导向轴支座22；

所述传感器104包括压力传感器13、位姿传感器23和激光位移传感器25；所述气动动力机构103包括气缸缸体24与气缸缸杆27，以及万向浮动接头28，三根导向轴上设有导向轴连接块16和导向轴挡块15，所述第三导向轴20上设有第三导向固定块17。

所述位姿传感器23接收的装置位姿信息，也就是方向和位置信息由所述数据传输接口9进行数据采集，通过数据传输线传给控制单元数据采集面板，所述位姿传感器23的型号为维特智能WT901C-TTL/232。

所述激光位移传感器25接收的装置位移信息由所述数据传输接口9进行数据采集，通过数据传输线传给控制单元数据采集面板；所述激光位移传感器25的型号为松下的激光位移传感器HG-C1050。

所述压力传感器13接收装置所受压力大小，通过数据传输实时监测压力大小，同时进行压力反馈，所述压力传感器13的型号为LH-Z05A。

所述气缸缸体24的底端设有尾部进气端，上端设有头部进气端，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；驱动空气由空气压缩机通过所述压力调节阀和控制板输入，驱动空气的压力大小由压力调节阀和控制板与之连接的设备进行闭环控制。