[發明專利]一種基于串聯彈性驅動器的高精度柔順打磨系統

在審

• 申請號: 202211510251.5
• 申請日: 2022-11-29
• 公開（公告）號: CN115781507A
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 孫雷;李致遠;吳海濤;劉吉棟;秦巖丁;孫寧
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: B24B41/04
• 分類號: B24B41/04
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 史翠

本發明公開了一種基于串聯彈性驅動器的高精度柔順打磨系統，包括：彈性組件的第一端用于連接與被加工件接觸的磨頭；柔順組件與彈性組件的第二端連接，并向彈性組件提供大小可調的壓力，彈性組件的彈性件能夠產生朝向柔順組件的彈性形變；電容式位移傳感器用于獲取彈性組件的彈性形變；控制系統根據彈性組件產生的彈性形變調節柔順組件施加給彈性組件的壓力，直至磨頭與被加工件之間的實際接觸力達到目標接觸力。通過實時獲取電容式位移傳感器檢測的彈性件的位移，不斷調整磨頭與被加工工件之間的接觸力，以使實際檢測值不斷接近預存儲的目標接觸力，實現了閉環控制。采用電容式位移傳感器具有精度高、響應速度快的塊的特點。

技術領域

本發明涉及拋光打磨技術領域，特別涉及一種基于串聯彈性驅動器的高精度柔順打磨系統。

背景技術

拋光打磨，是制造業中一道不可或缺的基礎工序，大量用在高精度設計中，如航空航天、汽車、軍用、艦船等高科技、高精尖領域，是一個國家高端制造業水平的重要體現。磨削過程中的磨削力的控制精度和穩定性決定了加工工件表面粗糙度和精度。

然而目前機器人高精度磨削存在測量不準、控制不精、響應不快等核心瓶頸問題，嚴重制約了其加工質量和性能。

因此，如何實現控制精度高且響應快的柔順控制打磨裝置，是本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種基于串聯彈性驅動器的高精度柔順打磨系統，實現控制精度高且響應快的目的。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于串聯彈性驅動器的高精度柔順打磨系統，包括：柔順組件和彈性組件；

所述彈性組件的第一端用于連接與被加工件接觸的磨頭，并向所述磨頭提供擠壓所述被加工件的接觸力；

所述柔順組件與所述彈性組件的第二端連接，并通過所述彈性組件向所述磨頭提供大小可調的壓力，所述彈性組件的彈性件能夠產生朝向所述柔順組件的彈性形變；

電容式位移傳感器，所述電容式位移傳感器用于獲取所述彈性組件的彈性形變；

控制系統，所述控制系統根據所述彈性組件產生的彈性形變調節所述柔順組件施加給所述彈性組件的壓力，直至所述磨頭與所述被加工件之間的實際接觸力達到目標接觸力。

優選的，上述的基于串聯彈性驅動器的高精度柔順打磨系統中，所述彈性形變大于預設彈性形變時，減小所述柔順組件施加給所述彈性組件的壓力，直至所述磨頭與所述被加工件之間的實際接觸力達到目標接觸力；所述彈性形變小于預設彈性形變時，增大所述柔順組件施加給所述彈性組件的壓力，直至所述磨頭與所述被加工件之間的實際接觸力達到目標接觸力；

或，所述彈性形變對應的彈性力大于預設彈性力時，減小所述柔順組件施加給所述彈性組件的壓力，直至所述磨頭與所述被加工件之間的實際接觸力達到目標接觸力；所述彈性形變對應的彈性力小于預設彈性力時，增大所述柔順組件施加給所述彈性組件的壓力，直至所述磨頭與所述被加工件之間的實際接觸力達到目標接觸力。

優選的，上述的基于串聯彈性驅動器的高精度柔順打磨系統中，所述彈性組件包括：

上端蓋，所述上端蓋的一側用于與所述磨頭連接；

下端蓋，所述下端蓋一側用于與所述柔順組件相連；

位于所述上端蓋和所述下端蓋之間的彈性件，所述彈性件連接所述上端蓋的另一側和所述下端蓋的另一側，所述彈性件能夠產生沿所述上端蓋的軸向的彈性變形，并且所述電容式位移傳感器沿所述下端蓋的軸向貫穿所述下端蓋，用于測量所述彈性件的彈性變形量。

優選的，上述的基于串聯彈性驅動器的高精度柔順打磨系統中，所述彈性件包括：