本實(shí)用新型涉及機(jī)器人自動(dòng)化加工領(lǐng)域，尤其涉及一種機(jī)器人柔性打磨系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著《中國(guó)制造2025》的逐步推進(jìn)，機(jī)器人自動(dòng)化系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于焊接、噴涂、搬運(yùn)、打磨等工藝中。打磨工藝作為零件成型的最重要一道工序，目前一般采用人工打磨的方式，這種方式導(dǎo)致打磨產(chǎn)品的質(zhì)量和精度一致性較差，打磨作業(yè)效率較低，且打磨現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的粉塵會(huì)影響到人的身心健康。另外，大批量產(chǎn)品和各種形狀尺寸不一的產(chǎn)品的打磨作業(yè)，對(duì)人工打磨的熟練程度、以及打磨成本效率提出了更苛刻的要求。

因此，發(fā)明一種可以完成大批量產(chǎn)品、各種形狀產(chǎn)品或者對(duì)人健康有害的打磨作業(yè)，并能改善工人的工作環(huán)境和提高產(chǎn)品的一致性，降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本的打磨系統(tǒng)是非常有意義的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種自動(dòng)化程度高、柔性強(qiáng)和產(chǎn)品打磨質(zhì)量一致性高的機(jī)器人柔性打磨系統(tǒng)。

本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：一種機(jī)器人柔性打磨系統(tǒng)，包括控制柜、機(jī)器人、基座、計(jì)算機(jī)、力傳感器、工件夾持固定裝置和打磨機(jī)；控制柜設(shè)置在基座內(nèi)，并與機(jī)器人電連接，計(jì)算機(jī)設(shè)置在基座的上表面，并與控制柜電連接；機(jī)器人固定連接在基座上，其末端設(shè)有力傳感器和工件夾持固定裝置，力傳感器與計(jì)算機(jī)電連接，力傳感器的一端與機(jī)器人的末端相連接，另一端與工件夾持固定裝置的一端相連接，工件夾持固定裝置的另一端連接打磨工件；打磨機(jī)設(shè)置在工作臺(tái)上，打磨機(jī)上設(shè)有打磨砂帶，打磨工件與打磨砂帶相接觸，實(shí)現(xiàn)打磨。

進(jìn)一步：力傳感器為六維力傳感器。

進(jìn)一步：機(jī)器人為多自由度工業(yè)機(jī)器人。

進(jìn)一步：機(jī)器人為六自由度工業(yè)機(jī)器人。

進(jìn)一步：機(jī)器人的末端還設(shè)有法蘭盤(pán)，法蘭盤(pán)與力傳感器之間還設(shè)有力傳感器工裝夾具，法蘭盤(pán)的一端與機(jī)器人的末端固定連接，另一端與力傳感器工裝夾具的一端相連接，力傳感器工裝夾具的另一端與力傳感器的一端相連接。

進(jìn)一步：計(jì)算機(jī)與控制柜通過(guò)以太網(wǎng)接口相連接。

進(jìn)一步：力傳感器為圓柱形，力傳感器的上端與力傳感器工裝夾具的下端相連接，工件夾持固定裝置的上端與力傳感器下端的中心位置相連接。

基于上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是：

1、本實(shí)用新型的一種機(jī)器人柔性打磨系統(tǒng)，通過(guò)力傳感器可以智能拖動(dòng)六自由度工業(yè)機(jī)器人，顯著提高作業(yè)效率，節(jié)省大量的時(shí)間和成本；

2、本實(shí)用新型的一種機(jī)器人柔性打磨系統(tǒng)，示教階段，獲取打磨時(shí)的打磨力、打磨位置及打磨速度，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法獲取最佳的打磨力控制策略；

3、本實(shí)用新型的一種機(jī)器人柔性打磨系統(tǒng)，在線階段，通過(guò)機(jī)器人正向運(yùn)動(dòng)學(xué)與末端力傳感器，識(shí)別當(dāng)前的打磨狀態(tài)，根據(jù)示教階段學(xué)習(xí)到的控制策略來(lái)調(diào)整機(jī)器人的末端位置和速度；

4、本實(shí)用新型的一種機(jī)器人柔性打磨系統(tǒng)，力傳感器能保證打磨過(guò)程中打磨工件與打磨砂帶之間的打磨力始終保持恒定，實(shí)現(xiàn)打磨工件質(zhì)量的一致性和穩(wěn)定性，適用于復(fù)雜曲面的打磨。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的力傳感器與打磨工件的連接示意圖。

附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下：

1、控制柜，2、基座，3、計(jì)算機(jī)，4、機(jī)器人，5、力傳感器工裝夾具，6、力傳感器，7、工件夾持固定裝置，8、打磨工件，9、打磨機(jī)，10、工作臺(tái)，11、打磨砂帶。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。

如圖1和圖2所示，一種機(jī)器人柔性打磨系統(tǒng)，包括控制柜1、機(jī)器人4、基座2、計(jì)算機(jī)3、力傳感器6、工件夾持固定裝置7和打磨機(jī)9；控制柜1設(shè)置在基座2內(nèi)，并與機(jī)器人4電連接，計(jì)算機(jī)3設(shè)置在基座2的上表面，并與控制柜1電連接；機(jī)器人4固定連接在基座2上，其末端設(shè)有力傳感器6和工件夾持固定裝置7，力傳感器6與計(jì)算機(jī)3電連接，力傳感器6的一端與機(jī)器人4的末端相連接，另一端與工件夾持固定裝置7的一端相連接，工件夾持固定裝置7的另一端連接打磨工件8；打磨機(jī)9設(shè)置在工作臺(tái)10上，能實(shí)現(xiàn)打磨速度的在線調(diào)整，打磨機(jī)9上設(shè)有打磨砂帶11，并能驅(qū)動(dòng)打磨砂帶11移動(dòng)，打磨工件8與打磨砂帶11相接觸，實(shí)現(xiàn)打磨。

本實(shí)用新型的一種機(jī)器人柔性打磨系統(tǒng)，通過(guò)力傳感器6可以智能拖動(dòng)六自由度工業(yè)機(jī)器人，顯著提高作業(yè)效率，節(jié)省大量的時(shí)間和成本；示教階段，獲取打磨時(shí)的打磨力、打磨位置及打磨速度，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法獲取最佳的打磨力控制策略；在線階段，通過(guò)機(jī)器人正向運(yùn)動(dòng)學(xué)與末端力傳感器，識(shí)別當(dāng)前的打磨狀態(tài)，根據(jù)示教階段學(xué)習(xí)到的控制策略來(lái)調(diào)整機(jī)器人4的末端位置和速度。

進(jìn)一步：力傳感器6為六維力傳感器，能比較精確地檢測(cè)到打磨力的大小和方向，精度較高。

機(jī)器人4為多自由度工業(yè)機(jī)器人，用于夾持待打磨工件8，并與打磨機(jī)9配合完成打磨任務(wù)，能夠通過(guò)力傳感器6進(jìn)行智能拖動(dòng)示教。

機(jī)器人4為六自由度工業(yè)機(jī)器人，能在柔性打磨機(jī)器人4時(shí)實(shí)現(xiàn)更豐富靈活的動(dòng)作，能夠完成復(fù)雜曲面的打磨作業(yè)。

計(jì)算機(jī)3能夠?qū)⒛繕?biāo)運(yùn)動(dòng)位姿發(fā)送給的控制柜1，控制六自由度工業(yè)機(jī)器人4實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)空間與笛卡爾空間的打磨運(yùn)動(dòng)，并能實(shí)時(shí)顯示機(jī)器人4打磨的當(dāng)前狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)軌跡。

機(jī)器人4的末端還設(shè)有法蘭盤(pán)，法蘭盤(pán)與力傳感器6之間還設(shè)有力傳感器工裝夾具5，法蘭盤(pán)的一端與機(jī)器人4的末端固定連接，另一端與力傳感器工裝夾具5的一端相連接，力傳感器工裝夾具5的另一端與力傳感器6的一端相連接。

計(jì)算機(jī)3與控制柜1通過(guò)以太網(wǎng)接口相連接。

力傳感器6為圓柱形，力傳感器6的上端與力傳感器工裝夾具5的下端相連接，工件夾持固定裝置7的上端與力傳感器6下端的中心位置相連接。

力傳感器6的電纜線通過(guò)扎線帶固定在機(jī)器人4的手臂上，然后通過(guò)USB接口連接在計(jì)算機(jī)3上。

力傳感器6能實(shí)時(shí)采集打磨工件8與打磨砂帶11之間的打磨力的大小和方向，然后在線調(diào)整機(jī)器人4末端的伸縮，使打磨力保持恒定，實(shí)現(xiàn)恒力打磨，實(shí)現(xiàn)打磨工件8質(zhì)量的一致性和穩(wěn)定性，提高打磨質(zhì)量，能夠完成復(fù)雜曲面的打磨作業(yè)。

計(jì)算機(jī)3可以用于進(jìn)行機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)的離線編程(包括軌跡規(guī)劃及運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償)，生成打磨路徑，同時(shí)實(shí)現(xiàn)與控制柜1的通訊，機(jī)器人4根據(jù)路徑點(diǎn)法向量調(diào)整姿態(tài)，使打磨壓力的方向始終保持在待打磨工件8表面的法向上，實(shí)現(xiàn)打磨質(zhì)量的一致性。

本使用新型的一種機(jī)器人柔性打磨系統(tǒng)，在機(jī)器人4進(jìn)行打磨時(shí)，可以根據(jù)打磨工件8的特征，在線調(diào)整機(jī)器人4打磨姿態(tài)，實(shí)現(xiàn)恒力打磨。該系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)可靠，可實(shí)現(xiàn)打磨質(zhì)量和精度的一致性，并且具有自動(dòng)化程度高、柔性強(qiáng)、易于協(xié)作、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。