[發明專利]機器人油漆修復系統和方法

在審

• 申請號: 201980069281.7
• 申請日: 2019-10-23
• 公開（公告）號: CN112912209A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 布雷特·R·黑梅斯;約翰·W·亨德森;埃里希·A·米爾克;盧卡斯·D·克雷斯蒂克
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: B24B27/04
• 分類號: B24B27/04;B24B49/16;B24B27/00;B24D9/00;B24B19/26;B24B29/00;B24B21/00;B25J11/00;B24B49/00;B24B49/10;B24D9/08;B24B41/00
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 顧紅霞;盛博

本發明公開了一種機器人油漆修復系統，所述機器人油漆修復系統可包括：可消耗磨料產品，所述可消耗磨料產品被配置為對基底進行研磨；工具，所述工具被配置為驅動所述可消耗磨料產品進行研磨；機器人裝置，所述機器人裝置被配置為操縱所述工具；以及順應性附件致動器，所述順應性附件致動器定位在所述工具和所述基底之間，其中響應于在所述工具和所述基底之間收集的感測數據，驅動所述順應性附件致動器以向所述可消耗磨料產品施加期望的力和期望的剛度。

技術領域

本公開涉及研磨工具和可消耗磨料產品，并且更具體地涉及使用研磨工具和可消耗磨料產品的機器人實施的修復。

背景技術

研磨工具和相關的可消耗磨料產品用于許多行業中。例如，可消耗磨料產品用于木工行業、海洋行業、汽車行業、建筑行業等。常見的研磨工具包括軌道式磨砂機、隨機軌道磨砂機、帶式磨砂機、角向研磨機、模具研磨機、以及用于對表面進行研磨的其他工具。可消耗磨料產品可包括非織造磨料產品、砂磨盤、砂磨帶、磨輪、毛刺、鋼絲輪、拋光盤/帶、去毛輪、盤旋輪、組合輪、翼片盤、翼片輪、切割輪以及用于對工件進行物理研磨的其他產品。可消耗磨料產品是可消耗的，在這種意義上，它們可被消耗和替換的頻率比使用它們的研磨工具要頻繁得多。例如，用于角向研磨機的磨輪在需要替換之前可僅持續幾天的工作，但角向研磨機本身可持續多年。

在汽車行業中，使用研磨工具和相關的可消耗磨料產品來實現油漆應用(例如，底漆砂磨、清漆涂層缺陷去除、清漆涂層拋光等)的缺陷特定修復。清漆涂層修復是汽車原始裝備制造(OEM)部門中要自動化的最后操作中的一項操作。期望用于使該過程以及適于使用磨料和/或機器人檢查和修復的其他油漆應用(例如，底漆砂磨、清漆涂層缺陷去除、清漆涂層拋光等)自動化的技術。另外，這個問題在售后市場領域還沒有得到解決(例如，定制汽車改裝、DIY、細節和碰撞維修)。

迄今為止，在汽車行業中對油漆應用的缺陷特定修復仍然是一種手工工作。

發明內容

現在將描述各種示例以引入簡化形式的概念選擇，這些概念在下面的具體實施方式中進一步描述。本發明內容并非意圖識別受權利要求書保護的主題的主要特征或本質特征，也非意圖用于限制受權利要求書保護的主題的范圍。

本公開描述了與用于油漆應用的缺陷特定修復自動化的各種問題相關的系統、方法和技術。例如，機器人油漆修復(材料去除和隨后的拋光)對于自動化來說并非微不足道，關鍵問題在于兩個處理動作都是固有地力相關的。即，它們在處理期間需要精確施加的力以獲得最佳(或甚至足夠的)結果。機器人操縱器由于其歷史驅動而持續提高精度，因此是固有剛性的系統，其本身不能產生顯著的力控制保真性。隨著一些高級力感測和反作用力控制回路/算法的增加，可使機器人操縱器向工件施加受控力，但是系統通常仍然遭受高剛度(即，小的位置位移導致關節扭矩的大的變化，并且因此導致端部執行器處的大的力)。作為上述的解決方案，現有技術包括在機器人與工具之間附接較軟的冗余致動。這種增加的順應性減小了力-位移曲線并且產生可精確地控制在特定位移上施加的力的系統。