[發明專利]主被動復合柔性拋光方法及裝置

在審

• 申請號: 201810280984.1
• 申請日: 2018-04-02
• 公開（公告）號: CN108406526A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 趙軍;石夢;計時鳴
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B24B21/02
• 分類號: B24B21/02;B24B21/18;B24B21/20;B24B1/00
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

1.一種主被動復合柔性拋光方法，其特征在于，在拋光頭與工件實現接觸后，接觸力慢慢增大，力由固定在上箱體上的砂帶桿，再經過到固定在上箱體上的導桿、窄滑板傳遞到安裝在拉桿液壓缸拉桿前端的六維力傳感器上，六維力傳感器收集到從拋光頭前端傳遞過來的接觸力信息，通過調節伺服比例閥來控制流經拉桿液壓缸的油量來控制拉桿的伸縮運動，來改變拋光頭與工件的接觸力；采用變彈性柔性砂帶，所述變彈性柔性砂帶由自下而上的下基層、彈性層、中基層、磨粒層構成，該砂帶在張緊的情況下，由于基層的彈性模量大，變形量小，故粘結在基層上的彈性層變形小，在這種情況下，彈性層仍有較好的剩余彈性，可以提供在加工時的被動柔順；在拋光過程中，拋光頭接觸到工件的時候，該變彈性砂帶沿著帶的切向張緊的情況下，砂帶彈性層在變彈性砂帶的法向上仍有充足的剩余彈性來提供被動接觸柔順。

2.如權利要求要求1所述的主被動復合柔性拋光方法，其特征在于：所述變彈性柔性砂帶中，由作為磨料和粘結劑承載體的基材，基材可選擇布基、無紡布、或復合基材，通過底膠將一定厚度的彈性層材料粘附在基層上，在彈性層上直接植砂，選擇在該變彈性砂帶的彈性層的上方繼續粘結一層基層，進而再基層上方植砂。

3.如權利要求2所述的主被動復合柔性拋光方法，其特征在于：所述變彈性柔性砂帶采用閉式結構，通過砂帶主動輪、彈簧滾子機構、接觸輪、彈簧滾子機構、從動輪、擺動氣缸控制的張緊輪完成砂帶的安裝，在拋光的過程中，砂帶通過砂帶桿前端的接觸輪支撐與工件接觸，并由彈性層實現被動柔順功能。

4.如權利要求1～3之一所述的主被動復合柔性拋光方法，其特征在于：拋光時變彈性砂帶通過砂帶桿前端接觸輪的支撐與工件接觸，該裝置在機械臂的帶動下，有既定的空間路徑規劃；在拋光到不同的區域時，接觸力的大小難以避免的會發生波動，而接觸力的波動信息會被安裝在窄滑塊與拉桿之間的六維力傳感器采集；在拉桿缸伸縮桿的前端裝有一塊窄滑板的矩形板材，窄滑板的四周有孔，孔上裝有可以讓導桿通過的導桿套，在該裝置中布置了若干根導桿，以保證拉桿缸輸出到矩形板材的運動的直線性；另外，靠近底板的導桿與導桿套采用的是間隙配合，可以讓窄滑板連同導桿套一起在導桿上往復運動，而上方兩根導桿上的導桿套采用的是相對位置固定的連接，導桿套連同窄滑板、導桿一起運動，上方的導桿通過與L形連接件的固定連接，實現了上箱體的運動；通過分析實時接觸力與理想值之前的偏差，調節伺服比例閥來控制流經安裝在底板上的拉桿液壓缸的流量，進而控制拉桿液壓缸拉桿的伸縮。

5.根據權利要求4所述的主被動復合柔性拋光方法，其特征在于：基座上固定連接了機械臂，用機械臂完成針對不同零件表面拋光的路徑規劃；然而在完成路徑規劃進行拋光時，由于接觸面的形位變化，接觸力會發生實時波動，然而機械臂無法根據接觸力的變化對拋光路徑做出實時的調整，即不能實現恒力拋光。

6.如權利要求1～3之一所述的主被動復合柔性拋光方法，其特征在于：所述伺服比例閥為電液伺服比例閥中，液壓拉桿缸通過螺栓連接在底板上，液壓缸的進出油口通過油管連接在電液伺服比例閥上；液壓缸拉桿前端安裝有六維力傳感器，其采集的接觸力變化的信息通過傳遞給計算機，比對理想接觸力，將反饋結果以電信號的形式輸入電液伺服比例閥；電液伺服比例閥可以將傳遞來的小功率的電信號轉化為大功率的液壓能的輸出，實現拉桿的伸縮控制。

7.一種實現如權利要求1所述的主被動復合柔性拋光方法的拋光裝置，其特征在于：所述拋光裝置包括主被動柔順機構、機械臂和旋轉工作臺，所述主被動柔順機構安裝在機械臂的動作端，所述機械臂安裝在基座上，所述主被動柔順機構的執行端位于所述旋轉工作臺的拋光工位上；

所述主被動柔順機構包括上箱體、下箱體和底板，拉桿液壓缸固定安裝在底板上，拉桿液壓缸的伸縮桿與六維力傳感器連接，六維力傳感器的另一端連接在窄滑板上，窄滑板與底板上的導桿為滑動連接，窄滑板與上箱體的導桿為固定連接，實現上箱體和砂帶桿整體的直線運動，通過調節伺服比例閥來控制流經拉桿液壓缸的油量來控制拉桿的伸縮運動；所述上箱體安裝變彈性柔性砂帶，所述變彈性柔性砂帶由自下而上的下基層、彈性層、中基層、磨粒層構成。