專利名稱：拋光輪直徑和拋光力檢測(cè)方法與拋光輪磨損補(bǔ)償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種拋光輪直徑檢測(cè)方法、一種拋光力檢測(cè)方法、與一種拋光輪磨損 補(bǔ)償方法，尤其涉及包含曲面特征的恒力拋光任務(wù)的數(shù)控加工過程中，由于拋光輪本身磨 損引起直徑變小的，一種直徑檢測(cè)和補(bǔ)償方法。
背景技術(shù)：
隨著人們對(duì)產(chǎn)品外形和表面質(zhì)量要求的提高，在產(chǎn)品精加工過程中，經(jīng)常采用拋 光加工。特別對(duì)復(fù)雜曲面如高檔水暖器件、文體用品、航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、水輪機(jī)葉片等的拋 光加工，一般只能采用手工作業(yè)，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率低下，而且產(chǎn)品的一致性性差，精度不 高。機(jī)器人拋光系統(tǒng)等數(shù)控拋光系統(tǒng)，使用編程控制，實(shí)現(xiàn)拋光自動(dòng)化作業(yè)，它不僅改善了 工人的工作條件及提高生產(chǎn)效率，而且加工后工件的表面質(zhì)量及一致性大大提高。拋光輪 一般由多層帆布或者氈布層疊起來，縫合而成，具有很強(qiáng)的柔性。拋光工作時(shí)，為保持加工工具和工件之間的接觸，得到高質(zhì)量的拋光效果，理想的 狀態(tài)是恒力拋光。通常機(jī)器人柔性拋光系統(tǒng)拋光工作時(shí)采用直接或者間接力控制實(shí)現(xiàn)恒力 拋光，直接控制拋光輪與工件之間的接觸力。其工作原理為當(dāng)力傳感器檢測(cè)到接觸力超過 設(shè)定范圍后，工件或者拋光輪或兩者同時(shí)做分離運(yùn)動(dòng)，使得接觸力減小，當(dāng)接觸力降低到設(shè) 定范圍后，運(yùn)動(dòng)停止。當(dāng)力傳感器檢測(cè)到接觸力小于設(shè)定范圍后，工件或者拋光輪或者兩者 同時(shí)做相向運(yùn)動(dòng)，使得接觸力增加，當(dāng)接觸力增加到設(shè)定范圍后，運(yùn)動(dòng)停止。以上的原理是 反饋控制，必然有個(gè)滯后。而根據(jù)拋光輪直徑減小的控制是前饋控制，可以減小甚至避免滯 后。由于拋光輪與工件之間彈性接觸，拋光輪高速旋轉(zhuǎn)摩擦工件，拋光輪自身磨損，導(dǎo)致拋 光輪直徑變小。拋光輪直徑減小，也會(huì)引起接觸力減小。顯然，需要一種方法能夠快速檢測(cè) 拋光輪直徑的變化，將變化量補(bǔ)償?shù)郊庸こ绦蛑?，以保證拋光力穩(wěn)定在設(shè)定范圍內(nèi)。典型的 通用工業(yè)機(jī)器人是不適用于這種工作環(huán)境，完全有必要提出一種針對(duì)曲面接觸作業(yè)任務(wù)的 優(yōu)選機(jī)器人操作臂構(gòu)型。該操作臂構(gòu)型適用于各種機(jī)器人的接觸作業(yè)任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種拋光輪直徑檢測(cè)方法，其特征在于包括檢測(cè) 流過驅(qū)動(dòng)拋光輪的主軸電機(jī)的電流；根據(jù)所述電流確定拋光輪的直徑。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種拋光力檢測(cè)方法，其特征在于包括檢測(cè)流 過驅(qū)動(dòng)拋光輪的主軸電機(jī)的電流，根據(jù)所述電流確定拋光輪的拋光力。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種拋光輪磨損補(bǔ)償方法，其特征在于包括當(dāng) 檢測(cè)到拋光力減小時(shí)，使載有待加工工件的工具端和載有拋光輪的工作臺(tái)相向移動(dòng)；當(dāng)拋 光力增加到設(shè)定值范圍時(shí)，停止所述相向移動(dòng)，否則繼續(xù)所述相向移動(dòng)，直到拋光力增加到 合理值；其中所述拋光力是利用拋光力檢測(cè)方法檢測(cè)的。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的拋光輪直徑補(bǔ)償原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種拋光輪直徑檢測(cè)方法，其特征在于包括檢 測(cè)流過驅(qū)動(dòng)拋光輪的主軸電機(jī)的電流I ；根據(jù)所述電流確定拋光輪的直徑d。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施例，上述電流I是流過驅(qū)動(dòng)拋光輪的主軸電機(jī)的 一次回路的電流。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施例，上述方法的特征進(jìn)一步在于在于利用電流 傳感器檢測(cè)所述電流I ；拋光輪的直徑d是按照以下公式確定的
權(quán)利要求
1.一種拋光輪直徑檢測(cè)方法，其特征在于包括 檢測(cè)流過驅(qū)動(dòng)拋光輪的主軸電機(jī)的電流(I)， 根據(jù)所述電流確定拋光輪的直徑(d)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的拋光輪直徑檢測(cè)方法，其特征在于所述電流(I)是流過驅(qū)動(dòng)拋光 輪的主軸電機(jī)的一次回路的電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的拋光輪直徑檢測(cè)方法，其特征在于 利用電流傳感器檢測(cè)所述電流(I)，且拋光輪的直徑(d)是按照以下公式確定的其中Cltl是所述拋光輪的初始直徑，I0是與所述初始直徑對(duì)應(yīng)的流過驅(qū)動(dòng)拋光輪的主軸 電機(jī)的電流。
4.一種拋光力檢測(cè)方法，其特征在于包括 檢測(cè)流過驅(qū)動(dòng)拋光輪的主軸電機(jī)的電流(I)， 根據(jù)所述電流確定拋光輪的拋光力(N)。
5.根據(jù)權(quán)利要求5的拋光力檢測(cè)方法，其特征在于所述電流(I)是流過驅(qū)動(dòng)拋光輪的 主軸電機(jī)的一次回路的電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的拋光力檢測(cè)方法，其特征在于 利用電流傳感器檢測(cè)所述電流(I)，且所述拋光力(N)是按照以下公式確定的
7.一種拋光輪磨損補(bǔ)償方法，其特征在于包括當(dāng)檢測(cè)到拋光力減小時(shí)，使載有待加工工件的工具端和載有拋光輪的工作臺(tái)相向移動(dòng)，當(dāng)拋光力增加到設(shè)定值范圍時(shí)，停止所述相向移動(dòng)，否則繼續(xù)所述相向移動(dòng)，直到拋光 力增加到合理值，其中所述拋光力是利用根據(jù)權(quán)利要求4-6中的任何一項(xiàng)所述的方法檢測(cè)的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于進(jìn)一步包括 將拋光輪均分成若干個(gè)區(qū)域；指定某一區(qū)域作為拋光的接觸局部，該區(qū)域?qū)?yīng)一個(gè)從圓心出發(fā)指向圓周的單位矢 量，該矢量姿態(tài)僅與拋光機(jī)器人的一部分關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角有關(guān)；通過齊次變化，得到所述矢量相對(duì)于基坐標(biāo)系的三維姿態(tài)列陣； 把該三維列陣的元素與補(bǔ)償步長的乘積即為機(jī)器人各移動(dòng)關(guān)節(jié)的補(bǔ)償距離； 按照該補(bǔ)償距離進(jìn)行補(bǔ)償。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于進(jìn)一步包括連續(xù)進(jìn)行所述補(bǔ)償?shù)牡沟脪伖饬υ黾拥皆O(shè)定范圍。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述拋光力用電流傳感器的讀數(shù)表示。
全文摘要
本發(fā)明提供一種拋光輪直徑檢測(cè)與補(bǔ)償方法，涉及實(shí)時(shí)拋光力檢測(cè)、拋光輪直徑檢測(cè)和拋光輪磨損補(bǔ)償，采用了電流傳感器，依靠各被測(cè)因素與電流傳感器讀數(shù)值之間的比例關(guān)系，間接測(cè)量拋光過程中拋光力的大小，以及測(cè)量起動(dòng)主電機(jī)時(shí)的拋光輪直徑；在實(shí)時(shí)拋光過程中，由于拋光輪磨損，引起拋光力減小，根據(jù)當(dāng)前用戶指定的拋光接觸扇區(qū)在拋光輪的位置和當(dāng)前拋光輪末端轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)角，推算出拋光輪與工件接觸面的法向方向，可以實(shí)時(shí)快速計(jì)算出各移動(dòng)關(guān)節(jié)的補(bǔ)償距離。
文檔編號(hào)B24B49/10GK102114610SQ20101058261
公開日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者張令, 張棟, 王偉, 贠超 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)