本發(fā)明屬于曲面類工件加工技術(shù)，尤其是涉及一種曲面類工件柔順打磨串并聯(lián)型機(jī)器人工藝平臺(tái)。

背景技術(shù)：

風(fēng)電葉片或高鐵頭車車體此類曲面工件在上膩?zhàn)雍蛧娡抗に囘@兩道工藝前要進(jìn)行表面的多道打磨，打磨的效果在很大程度上決定了后續(xù)噴涂的好壞。目前，對(duì)于此類工件的打磨全部由人工完成，惡劣的粉塵環(huán)境危害人體健康而且加工費(fèi)力效率低下。在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化打磨過程中，為驗(yàn)證不同材料的工件、不同打磨工具及不同工藝參數(shù)的最終打磨效果，常常采用重載的六軸工業(yè)機(jī)器人配合大型移動(dòng)導(dǎo)軌，并在機(jī)器人末端執(zhí)行器安裝專用的打磨工具，這種方案設(shè)備昂貴、開發(fā)周期長，并且不能采集磨削正壓力實(shí)現(xiàn)恒力自主柔順打磨。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種曲面類工件柔順打磨串并聯(lián)型機(jī)器人工藝平臺(tái)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中曲面類工件存在的打磨效率低和打磨的均勻一致性差的問題。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種曲面類工件柔順打磨串并聯(lián)型機(jī)器人工藝平臺(tái)，其包括打磨平臺(tái)、工件裝夾平臺(tái)、移動(dòng)滑臺(tái)、柔順打磨調(diào)整組件、打磨頭組件和控制臺(tái)，所述工件裝夾平臺(tái)設(shè)置于所述打磨平臺(tái)上，所述移動(dòng)滑臺(tái)設(shè)置于所述工件裝夾平臺(tái)的上方，所述移動(dòng)滑臺(tái)包括龍門式桁架、X軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、Y軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和Z軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，所述X軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、Y軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、Z軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相互正交，組成串聯(lián)的用于實(shí)現(xiàn)打磨頭組件長行程的位置移動(dòng)的滑動(dòng)平臺(tái)，所述柔順打磨調(diào)整組件包括上固定平臺(tái)和下轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)，所述上固定平臺(tái)和下轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)之間連接有呈圓周均勻分布的A軸線性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、B軸線性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和C軸線性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，組成用于實(shí)現(xiàn)打磨頭組件短行程姿態(tài)調(diào)整的并聯(lián)驅(qū)動(dòng)，所述打磨頭組件安裝于下轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)的底面，且兩者之間設(shè)置有用于打磨力反饋和閉環(huán)控制的壓力傳感器。

特別地，所述X軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括X軸伺服電機(jī)和X軸直線模組，所述Y軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過橫跨安裝板與X軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)連接，其包括設(shè)置于橫跨安裝板上的Y軸伺服電機(jī)和Y軸直線模組，所述Z軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過YZ軸轉(zhuǎn)接板豎直安裝在Y軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上，其包括Z軸伺服電機(jī)和Z軸直線模組。

特別地，所述A軸線性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、B軸線性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和C軸線性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)均包括一電動(dòng)缸，所述電動(dòng)缸與上固定平臺(tái)通過鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述電動(dòng)缸的推桿與缸體通過滾珠絲桿連接，所述下轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)與電動(dòng)缸通過球鉸連接，A、B、C三軸線性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)呈圓周均勻分布組成3-RPS并聯(lián)柔順裝置，實(shí)現(xiàn)短行程的姿態(tài)調(diào)整。

特別地，所述X軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、Y軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和Z軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)均采用伺服電機(jī)連接滾珠絲桿的傳動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)，所述龍門式桁架的兩側(cè)分別設(shè)置有主動(dòng)平行導(dǎo)軌和從動(dòng)平行導(dǎo)軌，所述X軸伺服電機(jī)和X軸直線模組安裝于主動(dòng)平行導(dǎo)軌上，所述橫跨安裝板實(shí)現(xiàn)X軸直線模組與從動(dòng)平行導(dǎo)軌的同步運(yùn)動(dòng)。

特別地，所述A軸線性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、B軸線性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和C軸線性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)均采用伺服電機(jī)連接減速齒輪，所述減速齒輪連接滾珠絲桿的傳動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)。

特別地，所述壓力傳感器采用一維壓力傳感器，所述一維壓力傳感器與下轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)及打磨頭組件的前端均采用螺栓連接，所述一維壓力傳感器接入控制臺(tái)中運(yùn)動(dòng)控制器的模擬量輸入口，并經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換形成閉環(huán)控制，通過對(duì)3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的位姿反解，實(shí)時(shí)規(guī)劃A、B、C三軸電機(jī)輸出，調(diào)整沿加工表面法向的移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)打磨進(jìn)給方向的主動(dòng)柔順退讓。

特別地，所述打磨頭組件包括驅(qū)動(dòng)裝置和打磨頭，所述打磨頭采用千葉輪砂布作為打磨工具，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括伺服電機(jī)和減速機(jī)，所述減速機(jī)采用齒輪減速機(jī)，所述減速機(jī)的輸出軸上開設(shè)有用于嵌入砂布的溝槽。

本發(fā)明的有益效果為，與現(xiàn)有技術(shù)相比所述曲面類工件柔順打磨串并聯(lián)型機(jī)器人工藝平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)打磨工具X向移動(dòng)、Y向移動(dòng)、Z向移動(dòng)、X向轉(zhuǎn)動(dòng)及Y向轉(zhuǎn)動(dòng)五個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)控制，其中XYZ三軸串聯(lián)滑動(dòng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)長行程的位置移動(dòng)，ABC三軸組成并聯(lián)柔順打磨裝置，實(shí)現(xiàn)短行程的姿態(tài)調(diào)整。因此該串并聯(lián)組合型機(jī)器人可以靈活的適應(yīng)不同曲面的工件表面打磨，同時(shí)搭載的壓力傳感器可以實(shí)時(shí)采集打磨壓力值，并形成閉環(huán)控制，在打磨過程中主動(dòng)退讓并調(diào)整打磨頭姿態(tài)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的恒力打磨，保證打磨工藝要求的均勻一致性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明具體實(shí)施方式1提供的曲面類工件柔順打磨串并聯(lián)型機(jī)器人工藝平臺(tái)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明具體實(shí)施方式1提供的曲面類工件柔順打磨串并聯(lián)型機(jī)器人工藝平臺(tái)的移動(dòng)滑臺(tái)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明具體實(shí)施方式1提供的曲面類工件柔順打磨串并聯(lián)型機(jī)器人工藝平臺(tái)的柔順打磨調(diào)整組件和打磨頭組件的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明具體實(shí)施方式1提供的曲面類工件柔順打磨串并聯(lián)型機(jī)器人工藝平臺(tái)的打磨頭運(yùn)動(dòng)到工件表面正中央位置的主視圖；

圖5是本發(fā)明具體實(shí)施方式1提供的曲面類工件柔順打磨串并聯(lián)型機(jī)器人工藝平臺(tái)的的打磨頭運(yùn)動(dòng)到工件表面正中央位置的側(cè)視圖；

圖6是本發(fā)明具體實(shí)施方式1提供的曲面類工件柔順打磨串并聯(lián)型機(jī)器人工藝平臺(tái)的打磨頭運(yùn)動(dòng)到工件表面某一角落位置的主視圖；

圖7是本發(fā)明具體實(shí)施方式1提供的曲面類工件柔順打磨串并聯(lián)型機(jī)器人工藝平臺(tái)的打磨頭運(yùn)動(dòng)到工件表面某一角落位置的側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

請(qǐng)參閱圖1至圖3所示，本實(shí)施例中，一種曲面類工件柔順打磨串并聯(lián)型機(jī)器人工藝平臺(tái)包括打磨平臺(tái)1、工件裝夾平臺(tái)2、移動(dòng)滑臺(tái)、柔順打磨調(diào)整組件、打磨頭組件和控制臺(tái)3，所述工件裝夾平臺(tái)2設(shè)置于所述打磨平臺(tái)1上，所述移動(dòng)滑臺(tái)設(shè)置于所述工件裝夾平臺(tái)2的上方，所述打磨平臺(tái)1上設(shè)置有龍門式桁架4，所述龍門式桁架4的兩側(cè)分別設(shè)置有主動(dòng)平行導(dǎo)軌5和從動(dòng)平行導(dǎo)軌6，所述主動(dòng)平行導(dǎo)軌5上安裝有X軸伺服電機(jī)7和X軸直線模組8，所述主動(dòng)平行導(dǎo)軌5和從動(dòng)平行導(dǎo)軌6之間連接有橫跨安裝板9，所述橫跨安裝板9實(shí)現(xiàn)X軸直線模組8與從動(dòng)平行導(dǎo)軌6的同步運(yùn)動(dòng)。所述X軸伺服電機(jī)7和X軸直線模組8組成X軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

所述橫跨安裝板9上設(shè)置有與所述X軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)正交的Y軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，且所述橫跨安裝板9上等距布置四個(gè)等距角件10，用以平衡Y軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其負(fù)載由于懸臂造成的傾覆力矩。所述Y軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括設(shè)置于橫跨安裝板9上的Y軸伺服電機(jī)11和Y軸直線模組12，所述Y軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上通過YZ軸轉(zhuǎn)接板13安裝有與其正交分布的Z軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，所述Z軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括Z軸伺服電機(jī)14和Z軸直線模組15。所述X軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、Y軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、Z軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相互正交，組成串聯(lián)滑動(dòng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)長行程的位置移動(dòng)。且所述X軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、Y軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和Z軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)均采用伺服電機(jī)連接滾珠絲桿的傳動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)。

所述柔順打磨調(diào)整組件包括上固定平臺(tái)16和下轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)17，所述上固定平臺(tái)16和下轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)17之間連接有A軸線性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)18、B軸線性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)19和C軸線性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)20，組成用于實(shí)現(xiàn)打磨頭組件短行程姿態(tài)調(diào)整的并聯(lián)驅(qū)動(dòng)，所述A軸線性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)18、B軸線性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)19和C軸線性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)20均包括一電動(dòng)缸21，所述電動(dòng)缸21與上固定平臺(tái)16通過鉸鏈22轉(zhuǎn)動(dòng)連接，二者以轉(zhuǎn)動(dòng)副R約束，所述電動(dòng)缸21的推桿與缸體通過滾珠絲桿連接，二者以移動(dòng)副P約束，所述下轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)17與電動(dòng)缸21通過球鉸23連接，二者以球面副S約束。所述A軸線性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)18、B軸線性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)19和C軸線性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)20呈圓周均勻分布組成3-RPS并聯(lián)柔順裝置，實(shí)現(xiàn)短行程的姿態(tài)調(diào)整。且A軸線性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)18、B軸線性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)19和C軸線性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)20均采用伺服電機(jī)連接減速齒輪，所述減速齒輪連接滾珠絲桿的傳動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)。

所述打磨頭組件安裝于下轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)17的底面，且兩者之間設(shè)置有用于打磨力反饋和閉環(huán)控制的壓力傳感器24。所述壓力傳感器24采用一維壓力傳感器，所述一維壓力傳感器與下轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)17及打磨頭組件的前端均采用螺栓連接，所述一維壓力傳感器接入控制臺(tái)中運(yùn)動(dòng)控制器的模擬量輸入口，并經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換形成閉環(huán)控制，通過對(duì)3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的位姿反解，實(shí)時(shí)規(guī)劃A、B、C三軸電機(jī)輸出，調(diào)整沿加工表面法向的移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)打磨進(jìn)給方向的主動(dòng)柔順退讓。

所述打磨頭組件包括驅(qū)動(dòng)裝置和打磨頭25，所述打磨頭25采用千葉輪砂布作為打磨工具，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括伺服電機(jī)26和減速裝置27，所述減速裝置26采用大齒輪和小齒輪相結(jié)合的減速方式，所述減速裝置27的輸出軸上開設(shè)有用于嵌入砂布的溝槽?？芍苯訌臏喜壑腥〕霾⒏鼡Q損壞的砂布而不用替換傳動(dòng)軸。

打磨頭在不同位置和姿態(tài)的運(yùn)動(dòng)效果請(qǐng)參閱圖4至圖7所示，為了便于區(qū)分運(yùn)動(dòng)形式加以曲面類工件，圖4是本發(fā)明提供的曲面類工件柔順打磨串并聯(lián)型機(jī)器人工藝平臺(tái)的打磨頭運(yùn)動(dòng)到工件表面正中央位置的主視圖；圖5是本發(fā)明提供的曲面類工件柔順打磨串并聯(lián)型機(jī)器人工藝平臺(tái)的的打磨頭運(yùn)動(dòng)到工件表面正中央位置的側(cè)視圖；此時(shí)下轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)15與上固定平臺(tái)14處于平行狀態(tài)。圖6是本發(fā)明曲面類工件柔順打磨串并聯(lián)型機(jī)器人工藝平臺(tái)的打磨頭運(yùn)動(dòng)到工件表面某一角落位置的主視圖；圖7是本發(fā)明提供的曲面類工件柔順打磨串并聯(lián)型機(jī)器人工藝平臺(tái)的打磨頭運(yùn)動(dòng)到工件表面某一角落位置的側(cè)視圖；此時(shí)下轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)15與上固定平臺(tái)14在X向與Y向均有一定偏角，且與打磨頭24正下方對(duì)應(yīng)工件表面的法向沿X向、Y向的分量垂直。

以上實(shí)施例只是闡述了本發(fā)明的基本原理和特性，本發(fā)明不受上述事例限制，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還有各種變化和改變，這些變化和改變都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。