机器人辅助的磨削装置制造方法及图纸

说明了一种用于机器人辅助磨削的装置，其包括：机械手、线性执行器、具有旋转的磨削工具的磨床，其中，磨床经由线性执行器与机械手相连结。该装置还包括保护盖，其部分包围旋转的磨削工具，其中，旋转的磨削工具至少在第一侧从保护盖伸出。设有一种调整机构，其将保护盖与磨床连接并且设计成相对于磨床调整保护盖的位置。

Robot-assisted Grinding Device

A device for robot-assisted grinding is described, which includes a manipulator, a linear actuator and a grinding machine with rotating grinding tools, in which the grinding machine is connected with the manipulator via a linear actuator. The device also includes a protective cover, part of which surrounds a rotating grinding tool, in which the rotating grinding tool extends from the protective cover at least on the first side. An adjusting mechanism is provided, which connects the protective cover with the grinder and is designed to adjust the position of the protective cover relative to the grinder.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】机器人辅助的磨削装置
本专利技术涉及机器人辅助的磨削装置的方面，其中，具有旋转的磨削工具的磨床由机械手(例如工业机器人)引导。
技术介绍
在工件表面加工中，磨削和抛光过程的重要性逐渐增加。在自动化、机器人辅助生产中会使用工业机器人，借助于其可实现例如磨削过程自动化。在机器人辅助的磨削装置中，具有旋转的磨削工具(例如砂轮)的磨床由机械手(例如工业机器人)引导。所提及的机械手的TCP(工具中心点)在磨削过程期间沿着(可预先编程的，例如通过示教编程)的轨道(轨迹)运动。TCP的所预设的轨道对于每个时间段来说规定了TCP的位置和朝向以及磨床的位置和朝向。控制机械手运动的机器人控制器因此通常包括位置控制。对于表面处理过程例如磨削、抛光来说，仅控制工具的位置通常是不够的，因为加工力(在工具与工件之间的力)对于加工结果来说很重要。因此，工具通常不与机械手的TCP刚性连接，而是通过弹性元件，在最简单的情况下通常是通过弹簧与其连接。为了可调整加工力，在许多情况下，需要调节加工力(闭环控制)。为了实施力控制，弹性元件可以是单独的线性执行器，其在机械手的TCP与工具之间(例如在TCP与装配有砂轮的磨床之间)机械连结。线性执行器相对于机械手可以相对小并且基本上用于控制加工力，而机械手沿着之前编程的轨迹以位置控制的方式移动工具(与线性执行器一起)。在实际中，例如在磨削期间，由于工具磨损可能会产生问题。在磨削过程期间，砂轮用旧并且导致砂轮直径减小。结果，不仅砂轮的圆周速度(其同样可以是相关的加工参数)减小，而且在磨床(尤其磨削工具的旋转轴线)与工件表面之间的相对位置改变。砂轮用的越旧，则磨床就必须越靠近工件表面。所提及的磨削工具的尺寸由于磨损而减小还具有另外两个后果。当TCP轨迹预设时，在一定的情况下，磨削工具太迟接触到工件表面(并且接触到错误的位置)。此外，在工件表面与可能存在的保护盖之间的间隙尺寸改变，保护盖装配在磨床处并且部分包围砂轮。间隙尺寸的大小也对可能存在的吸取系统(用于吸取磨削粉尘)的效果有影响。因此，本专利技术的目的在于，提供一种机器人辅助的磨削装置，其至少可部分弥补磨削工具磨损而产生的负面或所不希望的影响。
技术实现思路
上文提及的目的通过根据权利要求1、15和21的装置以及借助根据权利要求9和25的方法来实现。本专利技术的不同实施例和改进方案是从属权利要求的主题。说明了一种用于机器人辅助磨削的装置。根据一个实施例，该装置具有：机械手、线性执行器和具有旋转的磨削工具的磨床。磨床通过线性执行器与机械手相连结。此外，该装置具有端部限位件，其限定线性执行器的最大偏转，其中，端部限位件的位置可调整。根据另一个实施例，用于机器人辅助磨削的装置具有：机械手、线性执行器和具有旋转的磨削工具的磨床，磨床通过线性执行器与机械手相连结。此外，该装置还具有保护盖，其部分包围旋转的磨削工具，其中，旋转的磨削工具至少在第一侧从保护盖伸出。设有定位装置，其将保护盖与磨床相连接并且其构造成，可相对于磨床调整保护盖的位置。根据另一个实施例，用于机器人辅助磨削的装置具有：机械手、线性执行器和具有旋转的磨削工具的磨床，其中，磨床通过线性执行器与机械手的TCP相连结。该装置还具有保护盖，其部分包围旋转的磨削工具。保护盖刚性地与机械手的TCP连接，使得旋转的磨削工具至少在第一侧从保护盖伸出。此外，一种用于运行机器人辅助的磨削装置的方法，该磨削装置具有机械手、具有可调整的端部限位件的线性执行器和具有旋转的磨削工具的磨床。在此，磨床通过线性执行器与机械手相连结。根据一个实施例，该方法包括调整端部限位件的位置，该端部限位件限定线性执行器的最大偏转。根据另一实施例，该方法包括借助机械手将磨削工具压向参考表面，其中，同时保护盖的第一侧贴靠在限位件(41)上。在此，保护盖至少部分包围磨削工具并且旋转的磨削工具至少在第一侧从保护盖伸出。附图说明接下来根据在附图中示出的实施例详细阐述本专利技术。图示并非强制按比例并且本专利技术不仅仅限制于所示出的内容。而且，以下列出的数值仅示出本专利技术的所基于的原理。其中：图1示出了具有磨床的机器人辅助的磨削装置的示范性的示意图，该磨削装置借助受力控制的线性执行器与工业机器人相连结；图2根据示意图说明了砂轮直径因磨损而减小对保护盖位置的影响；图3是实施例的示意图，其中，砂轮的保护盖经由锁止装置与磨床连结；图4是图3中带保护盖的砂轮的正视图，其中，借助支座和至少一个限位件自动调整保护盖的位置；图5包括图3中的锁止装置的、更详细的示例的侧视图(垂直于砂轮的旋转轴线，图5a)以及正视图(平行于砂轮的旋转轴线，图5b)；图6是另一实施例的示意图，其中，砂轮的保护盖不与磨床连接、而是与机械手的TCP刚性连接；在图6a中砂轮是新的，而在图6b中砂轮已部分磨损；图7示意性地说明了如下问题，即，在预设的TCP轨迹固定的情况下，(由于磨损)较小的砂轮(图7b)比较大的砂轮(图7a)更晚接触工件；图8是另一实施例的示意性的图示，其中，一旦工件与磨削工具之间不存在接触时，连接磨床和TCP的线性执行器贴靠在可调整的端部限位件处；可根据磨削工具的尺寸调整端部限位件；图9示出了在图8中示出的实施例的备选方案；图10示出了在图8中示出的实施例的另一备选方案，取代额外的执行器，其具有活塞连杆制动器以用于调整端部限位件；图11示出了流程图，其说明了用于自动调整/匹配端部限位件的示范性的方法。具体实施方式在详细描述不同的实施例之前，首先描述机器人辅助的磨削装置的普遍的实施例。该装置包括机械手1(例如，工业机器人)和具有旋转的磨削工具(砂轮)的磨床10，其中，磨床10与机械手1的工具中心点(TCP)经由线性执行器20相连结。在工业机器人具有六自由度情况下，可以由四个区段2a、2b、2c和2d构造机械手，每个区段经由铰链3a、3b和3c相连。在此，第一区段通常刚性地与基座B相连(然而这不是必须强制的情况)。铰链3c连接区段2c和2d。铰链3c可以是双轴的并且实现区段2c围绕水平旋转轴(仰角)和垂直旋转轴(方位角)转动。铰链3b连接区段2b和2c并且实现区段2b相对于区段2c的位置摆动运动。铰链3a连接区段2a和2b。铰链3a可以是双轴的并且因此实现沿两个方向的摆动运动(与铰链3c相似)。TCP具有相对于区段2a固定的位置，其中，这通常还包括转动铰链(未示出)，实现围绕区段2a的纵向轴线A的转动运动(在图1中以虚点线显示)。铰链的每个轴分配有执行器，该执行器可以引起围绕相应的铰链轴线的转动运动。在铰链中的执行器由机器人控制器4根据机器人程序来控制。可以任意(与轴A任意方向)定位TCP(在确定的边界中)。通常可控制机械手1的位置，即机器人控制器可确定TCP的姿势(位置和朝向)并且使其沿着预先设定的轨道运动。当执行器20贴靠在端部限位件时，通过TCP的姿势也限定磨削工具的姿势。如开始时提及的那样，执行器20用于在磨削过程期间将在工具(砂轮11)和工件W之间的接触力(加工力)调节到所希望的数值。对于磨削应用来说，通过机械手1直接进行加工力控制通常太不准确，因为由于机械手1的区段2a-2c的高惯性，利用传统机械手产生对力峰值(例如在将磨削工具放置到工件40上时)的迅速补偿几乎是不可能的。出于该本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于机器人辅助磨削的装置，其包括：机械手(1)；线性执行器(20)；具有旋转的磨削工具(11)的磨床(10)，其中，所述磨床(10)通过所述线性执行器(20)与所述机械手(1)相连结；端部限位件(EA)，其限定所述线性执行器(20)的最大偏转，其中，所述端部限位件(EA)的位置(aEA)可调整。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.07 DE 102016106416.51.一种用于机器人辅助磨削的装置，其包括：机械手(1)；线性执行器(20)；具有旋转的磨削工具(11)的磨床(10)，其中，所述磨床(10)通过所述线性执行器(20)与所述机械手(1)相连结；端部限位件(EA)，其限定所述线性执行器(20)的最大偏转，其中，所述端部限位件(EA)的位置(aEA)可调整。2.根据权利要求1所述的装置，其还包括：定位元件(50)，其配置为调整所述端部限位件(EA)的位置(aEA)。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述定位元件(50)包括所述线性执行器(20)和连杆制动器。4.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述定位元件(50)包括电动的线性驱动器。5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其还具有：控制器(4)，其配置为根据所述旋转的磨削工具的直径(d1)调整所述端部限位件(EA)的位置(aEA)。6.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其还包括控制器(4)，所述控制器(4)配置为：使所述机械手(1)的工具中心点(TCP)运动到参考位置，在该参考位置中所述旋转的磨削工具(11)接触表面(S)；调整所述端部限位件(EA)的位置(aEA)，使得所述执行器(20)的实际偏转(a)等于由所述端部限位件(EA)的位置(aEA)限定的最大偏转。7.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其还包括控制器(4)，所述控制器(4)配置为：使所述机械手(1)的工具中心点(TCP)运动到参考位置，在该参考位置中所述旋转的磨削工具(11)接触表面(S)；根据所述执行器(20)的实际偏转(a)调整所述端部限位件(EA)的位置(aEA)。8.根据权利要求3所述的装置，其还包括控制器(4)，所述控制器(4)配置为：松开连杆制动器；使所述机械手(1)的工具中心点(TCP)运动到参考位置，在该参考位置中所述旋转的磨削工具(11)接触表面(S)；激活连杆制动器，以固定所述端部限位件(EA)的位置。9.一种用于运行机器人辅助的磨削装置的方法，所述磨削装置包括机械手(1)、具有能调节的端部限位件(EA)的线性执行器(20)和具有旋转的磨削工具(11)的磨床(10)，其中，所述磨床经由所述线性执行器(20)与机械手(1)相连结；所述方法包括：调节所述线性执行器(20)的端部限位件(EA)的位置(aEA)。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述端部限位件(EA)的位置取决于所述磨削工具的尺寸。11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，所述磨削工具是砂轮(11)并且所述端部限位件(EA)的位置根据所述砂轮(11)的直径来调整。12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中，调节所述端部限位件(EA)的位置(aEA)包括：使所述机械手(1)的工具中心点(TCP)运动到参考位置，在该参考位置中所述旋转的磨削工具(11)接触表面(S)，调整所述端部限位件(EA)的位置(aEA)，使得所述执行器(20)的实际偏转(a)等于由所述端部限位件(EA)的位置(aEA)限定的执行器的最大偏转。13.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中，调节所述端部限位件(EA)的位置(aEA)包括：使所述机械手(1)的工具中心点(TCP)运动到参考位置，在该参考位置中旋转的所述磨削工具(11)接触表面(S)，根据所述执行器(20)的实际偏转(a)调整所述端部限位件(EA)的位置(a...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·纳德雷，
申请(专利权)人：菲尔罗伯蒂克斯顺从式机器人技术有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT