[發(fā)明專利]一種多打磨頭被動柔順打磨裝置及方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910652040.7
• 申請日: 2019-07-15
• 公開（公告）號: CN110340783A
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 嚴思杰;白賀彬;張小儉;徐小虎
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢數(shù)字化設(shè)計與制造創(chuàng)新中心有限公司
• 主分類號: B24B27/00
• 分類號: B24B27/00;B24B51/00;B24B1/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 許美紅

1.一種多打磨頭被動柔順打磨裝置，其特征在于，包括多個柔順打磨頭和相應(yīng)支撐機構(gòu)，其周向等弧度布置在一法蘭連接機構(gòu)上，所述柔順打磨頭具有兩個方向的自由度，擺動位姿受限于相應(yīng)的支撐機構(gòu)和實際工件的曲率，所述法蘭連接機構(gòu)上設(shè)置有打磨頭控制器，所述打磨頭控制器用于控制多個柔順打磨頭運動。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多打磨頭被動柔順打磨裝置，其特征在于，其中：

所述柔順打磨頭，包括雙向氣缸、萬向節(jié)和氣動打磨頭，所述雙向氣缸和所述氣動打磨頭之間通過萬向節(jié)連接，所述雙向氣缸固定于所述法蘭連接機構(gòu)上，雙向氣缸兩端內(nèi)部分別設(shè)置有壓力傳感器，雙向氣缸的推桿上設(shè)置有激光位移傳感器，所述氣動打磨頭上設(shè)置有均勻分布的通風孔且留有相應(yīng)的氣路，其末端安裝有圓形砂紙或者拋光布；

所述打磨頭支撐機構(gòu)，包括上支架、調(diào)整圓盤和下支架，所述上支架和所述下支架之間通過所述調(diào)整圓盤連接，所述調(diào)整圓盤上圓周等間距設(shè)置多個安裝孔，所述下支架上開有用于限制氣動打磨頭擺動位姿的限位孔；

所述法蘭連接結(jié)構(gòu)，其上設(shè)置有安裝所述多個柔順打磨頭和所述支撐機構(gòu)的安裝孔，還設(shè)置有打磨頭控制器和氣路控制用電磁閥，所述打磨頭控制器根據(jù)所述傳感器信號控制電磁閥為柔性打磨頭提供動力。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多打磨頭被動柔順打磨裝置，其特征在于，所述打磨頭支撐機構(gòu)與所述柔順打磨頭個數(shù)相同，一個打磨頭安裝機構(gòu)對應(yīng)一個柔順打磨頭。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多打磨頭被動柔順打磨裝置，其特征在于，所述柔順打磨頭還包括工作氣路，所述柔順打磨頭的工作狀態(tài)由所述打磨頭控制器控制。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多打磨頭被動柔順打磨裝置，其特征在于，所述柔順打磨頭中的萬向節(jié)為十字軸式等速萬向節(jié)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的多打磨頭被動柔順打磨裝置，其特征在于，該裝置還包括視覺傳感器，與所述打磨頭控制器連接，獲取待加工工件面型和氣動打磨頭的位姿。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的多打磨頭被動柔順打磨裝置，其特征在于，所述連接法蘭結(jié)構(gòu)直接安裝在機器人執(zhí)行末端或者機床上。

8.一種多打磨頭被動柔順打磨控制方法，其特征在于, 該方法基于權(quán)利要求1所述的多打磨頭被動柔順打磨裝置，包括以下步驟：

S1：根據(jù)待打磨工件的加工需求，確定柔順打磨頭個數(shù)，并在法蘭連接機構(gòu)上安裝好對應(yīng)的柔順打磨頭和打磨頭支撐機構(gòu)，調(diào)整各個打磨頭支撐機構(gòu)的調(diào)整圓盤，調(diào)節(jié)各個氣動打磨頭的翻轉(zhuǎn)方向；

S2：根據(jù)加工需求在氣動打磨頭上安裝圓形砂紙或者拋光布，安裝圓形砂紙用于打磨，安裝拋光布用于拋光；

S3：啟動打磨裝置標定模式，進行重力補償，并將標定結(jié)果存儲到打磨頭控制器中；

S4：切換至力控制模式，根據(jù)S3標定的結(jié)果和柔順打磨頭的姿態(tài)確定具體的重力補償值，結(jié)合加工要求中的法向力設(shè)定接觸力，根據(jù)傳感器信息確定動態(tài)調(diào)整氣動打磨頭末端位置，使氣動打磨頭和待加工表面貼合更加緊密；

S5：啟動氣動打磨頭開始打磨，打磨頭控制器實時接收傳感器信息并調(diào)整雙向氣缸壓力，保持氣動打磨頭和待加工面形以最佳接觸力接觸；

S6：打磨頭控制器根據(jù)視覺傳感器獲得的工件面型，確定各個柔順打磨頭的工作狀態(tài)，實現(xiàn)不同面型打磨的快速切換。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多打磨頭被動柔順打磨控制方法，其特征在于,所述S3包括以下步驟：

S31：選定一個打磨頭為基準，并選取多個不同的位置；

S32：打磨頭控制器控制雙向氣缸使氣動打磨頭在每個位置時與該位置工件表面相切，打磨頭控制器獲取柔順打磨頭傳感器信息；

S33：打磨頭控制器根據(jù)獲取的多個不同位置的多組傳感器信息，并計算標定結(jié)果，并將結(jié)果保存在控制器內(nèi)，完成標定。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多打磨頭被動柔順打磨控制方法，其特征在于,所述傳感器信息包括雙向氣缸兩端內(nèi)部壓力傳感器獲取的壓力值，雙向氣缸推桿上激光位移傳感器的值和視覺傳感器獲得的打磨頭的位姿數(shù)據(jù)。