[發明專利]機器人快速換刀多功能自適應力控末端執行器

在審

• 申請號: 201810541657.7
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108942679A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 肖貴堅;黃云;幸家正;安子健;王承新;李冰巖
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B24B51/00
• 分類號: B24B51/00;B24B49/00;B24B45/00;B25J11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種機器人快速換刀自適應力控末端執行裝置設計，包括：半球形夾緊器、Z型拉力傳感器、壓力控制氣缸、末端執行器與機械臂之間的接口器。所述半球形夾緊器、Z型拉壓力學傳感器和壓力控制氣缸分為上中下三部分組成壓力自適應控制器和核心部件，彼此連接布置作為一個整體。所述管對接位點的集合約束作用實現了數據線和氣管這類軟管狀物的對接固連。通過管對接位點的收束，每個壓力自適應控制器伸出的數據線和氣管都被整齊地整合到對接平面上進行對接。所述末端執行器接口處采取中心斜齒輪帶動周圍斜齒輪轉動擰緊固定螺栓和氣孔接口，固定末端執行器的位置同時實現氣管的連接。本發明實現了裝夾和檢測力控操作為一體和實時的三維力控。

說明書

技術領域

本發明涉及一種機器人快速換刀多功能自適應末端執行器，具體的講，對增壓級進口整流器進行機器人自動化磨削加工。

背景技術

近20年來，磨削技術在航空航天、交通運輸機械、船舶制造業、冶金化工及能源等領域的應用越來越廣闊。同時，隨著制造業的不斷發展和進步，對產品加工精度的要求越來越高，一系列的高精度零件的機械自動化加工問題漸漸暴露出來。

以增壓級進口整流器加工為例具體說明。增壓級進口整流器是增壓級風扇部件的重要組成部分，是典型的薄壁、焊接機匣，由增壓級進口機匣、增壓級進口導葉和增壓級進口內環組成,加工方式是電子束焊接的方式。電子束焊接方式的特點在于其加工過后留下的焊縫高度低，在清除過程中極易損傷工件表面。再者，整流器的材質是鈦合金，其強度較高，留下的焊縫不易于清除。結合以上三個特點，想要去除焊接過后留下的焊縫又保障不使整流器的表面發生形變是十分困難的。更為困難的加工問題在于導葉兩個面的交界處的拐點。由于拐點的幾何外形對氣流動力性影響很大，所以對加工精度的要求更高。而且由于拐點形面的復雜性和一定的不連續性，需要頻繁地更換刀具。換刀過程中刀具移動路徑和工件表面極易發生干涉問題。

而與此同時，國外磨削精度已達微米級，表面粗糙度Ra已達到 0.01～0.025um，國內磨削精度和國外相比還存在一定差距，而國產磨床的磨削進給精度較低是造成整距的主要原因之一。

以增壓級進口整流器為代表的一類高精密度零部件及儀器的加工過程以及其它加工過程中存在的上述問題對機器人加工的靈活性和末端執行器的自適應能力提出了更高的要求。目前缺乏一種效果較好的加工方式，加工中存在的問題需要用一種能夠實現快速精準換刀，并且通過力學傳感器的布置實時監測磨頭前端所受到的磨削力，進行磨削路徑的實時調整，實現高精確度自適應磨削的自動化磨削加工機器人來解決。此設備可有效解決地因工件形狀誤差引起的加工精度低等問題，并且能夠很好地修正自己的特性以適應對象和擾動的變化，可有效地提高加工質量和加工效率。同時，恒力刀具磨削自適應控制技術是自動化較高的加工方式，有利于提高磨床自動化和智能化水平。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種能夠實現高效精準換刀和機器人自適應磨削的末端執行器布置方案。

實現本發明的目的的技術方案如下：一種集裝夾和力檢測控制功能為一體的壓力自適應控制器(36)內部核心結構分為三個部分：半球形夾緊器，S型拉壓力學傳感器，壓力控制氣缸。半球形夾緊器(1) 與S型拉壓力學傳感器(2)頂面通過雙頭螺柱(3)連接，Z型拉壓力學傳感器底面的螺紋孔(4)直接與氣缸活塞桿前端的螺栓(5)配合。氣缸和Z型拉壓力學傳感器四個棱邊處設卡槽(6)與外部厚殼的(7)卡口配合，厚殼的一側面有豁口(8)，用于引出力學傳感器的數據線(9)和氣缸的氣管(10)(數據線接口和兩氣管接口處于同一豎直線上)。厚殼頂端的卡口(11)與端蓋卡槽(16)配合實現封頂。厚殼底端通過一個圓柱銷(13)和一個菱形銷(14)的一面兩孔定位方式定位，此后通過螺栓螺母(15)連接固定在末端執行器的內壁。