一种紧凑型主动式高精度力位补偿装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种紧凑型主动式高精度力位补偿装置，包括机械臂，所述机械臂的底端安装有控制箱，所述控制箱的下方固定安装有力位补偿装置本体，且控制箱与力位补偿装置本体的连接处安装有导线，所述力位补偿装置本体的底端安装有磨抛工具，所述磨抛工具的下方设置有磨抛工件。本发明专利技术结构科学合理，操作方便，通过PCB电路板采集气缸位移传感器给出的上盖板的位移信号，压力传感器给出的上盖板所受压力和倾角传感器给出的补偿装置的倾斜角信号及气体压强传感器给出的气缸进气口气压信号，计算气压比例阀驱动电压和电磁阀电平，并在加工过程中对接触力和位移进行实时动态的记录和补偿，形成加工工艺数据库。

A compact active high precision force position compensation device

【技术实现步骤摘要】
一种紧凑型主动式高精度力位补偿装置
本专利技术涉及工件加工
，具体是一种紧凑型主动式高精度力位补偿装置。
技术介绍
对于工业构件的表面光整加工(如打磨、抛光)，传统的人工方式对工人技术要求高、劳动强度大、效率低，加工能力不仅严重依赖操作人员的技术水平，产品质量及其一致性均难以保证，人工磨抛方式通常需要多名佩戴专业护具的员工在粉尘密布、噪声严重等极为恶劣的环境中连续高强度作业，极大影响操作人员的身心健康，同时加工质量受到操作人员的主观因素和熟练程度的影响，难以保证表面加工精度和产品质量的一致性，为了提高加工一致性和效率，工业上越来越多地采用机器人代替人工进行自动化表面作业处理，但对于汽车、船舶、航空航天、能源动力、水利水电等制造业的关键零部件的表面加工处理，需要较高的精度和质量要求，为了确保复杂构件工艺过程的加工质量，需要保证对加工过程中的接触力进行实时监测并沿加工轨迹进行期望力跟踪，另外在加工具有弱刚性的工件情况下容易产生形变，因此需要在加工时除了力控制外，还需要实现位移的同步控制。由于一些构件表面曲面复杂、曲率变化大，要求加工工具结构紧凑，可灵活地对复杂曲面特别是内凹曲面进行表面加工，另一方面，由于力控制执行机构在运动时或多或少都具有摩擦力，将较大地影响控制精度，因此执行机构需要对摩擦力进行相应的补偿，才能够真正提高力控制的精度。但是，目前市场上的抛光打磨装置不具有力位补偿装置，其加工精度较差，无法满足表面曲面复杂、曲率变化大的工件的抛光工作，且不能根据执行机构需要的摩擦力对其进行相应力位补偿，实用性较差，因此，本领域技术人员提供了一种紧凑型主动式高精度力位补偿装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种紧凑型主动式高精度力位补偿装置，以解决上述
技术介绍
中提出的不具有力位补偿装置，其加工精度较差，无法满足表面曲面复杂、曲率变化大的工件的抛光工作，且不能根据执行机构需要的摩擦力对其进行相应力位补偿，实用性较差的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种紧凑型主动式高精度力位补偿装置，包括机械臂，所述机械臂的底端安装有控制箱，所述控制箱的下方固定安装有力位补偿装置本体，且控制箱与力位补偿装置本体的连接处安装有导线，所述力位补偿装置本体的底端安装有磨抛工具，所述磨抛工具的下方设置有磨抛工件。作为本专利技术进一步的方案：所述力位补偿装置本体的外侧安装有壳体，且力位补偿装置本体的顶端安装有工具法兰端，所述力位补偿装置本体的底端安装有下盖板，所述下盖板的一侧开设有第一进、出气孔，另一侧开设有第一十二芯航插接头，且下盖板的底端通过螺栓固定安装有机器人法兰端，所述工具法兰端的底端安装有压力传感器，所述压力传感器的下方安装有上盖板，所述压力传感器与工具法兰端通过螺栓固定连接，且压力传感器的测量面与上盖板通过螺栓固定连接，所述上盖板的底端通过螺栓和定位销固定安装有直线运动轴，所述直线运动轴的下端通过花键配合安装有导向法兰，所述导向法兰的下方固定安装有导向套筒，所述导向套筒与下盖板通过螺栓固定连接。作为本专利技术再进一步的方案：所述导向套筒的一侧固定安装有气缸固定板，所述气缸固定板的底端通过螺母固定安装有气缸，所述气缸的推力轴贯穿气缸固定板与上盖板固定连接，且气缸的一侧固定安装有气缸位移传感器，另一侧固定安装有气体压强传感器，所述气体压强传感器的顶部通过螺钉固定安装有气体压强传感器固定板，所述气缸位移传感器的一侧安装有倾角传感器，所述倾角传感器的一侧安装有倾角传感器固定板，且倾角传感器通过螺钉和缓冲垫片固定在倾角传感器固定板上，所述倾角传感器固定板与下盖板通过螺钉固定安装。作为本专利技术再进一步的方案：所述气缸位移传感器与气缸采用金属扎带捆绑固定或嵌入缸槽式固定、外部固定方式中的任意一种。作为本专利技术再进一步的方案：所述控制箱的外侧安装有控制箱外壳，所述控制箱外壳的一侧开设有第二进、出气孔，另一侧开设有第二十二芯航插接头,所述控制箱外壳的一侧位于第二进、出气孔的下方位置处开设有以太网口，且控制箱外壳的一侧位于第二十二芯航插接头的一侧位置处设置有通气孔，通气孔的一侧连接有空压机，所述控制箱外壳的内部安装有PCB电路板，所述PCB电路板与控制箱外壳的连接处安装有电路板支架，且PCB电路板与电路板支架通过螺钉固定连接，所述PCB电路板的下方设置有电磁阀固定板，所述电磁阀固定板的上方通过螺钉固定安装有电磁阀，且电磁阀固定板的一侧固定安装有比例阀固定板，所述比例阀固定板的上方通过螺钉固定安装有气压比例阀。作为本专利技术再进一步的方案：所述气缸、电磁阀、气压比例阀和空压机均通过气管贯通连接。作为本专利技术再进一步的方案：所述压力传感器、气体压强传感器、倾角传感器和气缸位移传感器的输出端均与PCB电路板的输入端电性连接，所述PCB电路板的输入端与气压比例阀和电磁阀的输出端电性连接。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本设计中电磁阀和气压比例阀安装在控制箱内，使得力位补偿装置更加紧凑，更方便于复杂曲面和凹曲面的磨抛加工，提高其实用性。2、本专利技术通过设置的气体压强传感器，能够测量气缸进气口气压信号，使得进气口压力实时受到监控，由于气缸进气口与电磁阀和气压比例阀通过气管相连，有流速损耗和压强变化，电磁阀输出气压与气缸进气口气压不一定一致，气体压强传感器将气压信号传送到PCB电路板，PCB电路板通过控制气压比例阀给出相应的气压输出补偿，提高接触力的控制精度。3、本专利技术通过设置的压力传感器给出的上盖板所受压力，通过监测施加在上盖板的力，由牛顿力学关系测算出直线运动轴、导向法兰和导向套筒及气缸、气缸位移传感器和压力传感器在运动中的摩擦力，并在PCB电路板输出的对气压比例阀的控制信号中加以输出气压补偿，从而进一步提高了力控的精度。4、本专利技术通过PCB电路板采集气缸位移传感器给出的上盖板的位移信号，压力传感器给出的上盖板所受压力和倾角传感器给出的补偿装置的倾斜角信号及气体压强传感器给出的气缸进气口气压信号，经过复杂的信号调理和精密的算法运算，计算得出气压比例阀驱动电压和电磁阀电平，并在整个加工过程中对接触力和位移进行实时动态的记录和补偿，由以太网口传送加工数据至上位机，形成加工工艺数据库。附图说明图1为一种紧凑型主动式高精度力位补偿装置的结构示意图；图2为一种紧凑型主动式高精度力位补偿装置中控制箱的安装结构示意图；图3为一种紧凑型主动式高精度力位补偿装置中力位补偿装置本体的结构示意图；图4为一种紧凑型主动式高精度力位补偿装置中压力传感器和气体压强传感器的安装结构示意图；图5为一种紧凑型主动式高精度力位补偿装置中倾角传感器和气缸位移传感器的安装结构示意图；图6为一种紧凑型主动式高精度力位补偿装置中控制箱的结构示意图；图7为一种紧凑型主动式高精度力位补偿装置中空压机的安装结构示意图。图中：1、机械臂；2、控制箱；3、导线；4、力位补偿装置本体；5、磨抛工具；6、磨抛工件；10、工具法兰端；11、壳体；12、第一十二芯航插接头；13、机器人法兰端；14、第一进、出气孔；20、压力传感器；21、上盖板；22、气缸固定板；23、气体压强传感器；25、下盖板；26、气体压强传感器固定板；30、直线运动轴；31、导向法兰；32、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种紧凑型主动式高精度力位补偿装置，包括机械臂(1)，其特征在于，所述机械臂(1)的底端安装有控制箱(2)，所述控制箱(2)的下方固定安装有力位补偿装置本体(4)，且控制箱(2)与力位补偿装置本体(4)的连接处安装有导线(3)，所述力位补偿装置本体(4)的底端安装有磨抛工具(5)，所述磨抛工具(5)的下方设置有磨抛工件(6)，所述力位补偿装置本体(4)的外侧安装有壳体(11)，且力位补偿装置本体(4)的顶端安装有工具法兰端(10)，所述力位补偿装置本体(4)的底端安装有下盖板(25)，所述下盖板(25)的一侧开设有第一进、出气孔(14)，另一侧开设有第一十二芯航插接头(12)，且下盖板(25)的底端通过螺栓固定安装有机器人法兰端(13)，所述工具法兰端(10)的底端安装有压力传感器(20)，所述压力传感器(20)的下方安装有上盖板(21)，所述压力传感器(20)与工具法兰端(10)通过螺栓固定连接，且压力传感器(20)的测量面与上盖板(21)通过螺栓固定连接，所述上盖板(21)的底端通过螺栓和定位销固定安装有直线运动轴(30)，所述直线运动轴(30)的下端通过花键配合安装有导向法兰(31)，所述导向法兰(31)的下方固定安装有导向套筒(32)，所述导向套筒(32)与下盖板(25)通过螺栓固定连接。...

【技术特征摘要】
2018.10.23 CN 20182172317361.一种紧凑型主动式高精度力位补偿装置，包括机械臂(1)，其特征在于，所述机械臂(1)的底端安装有控制箱(2)，所述控制箱(2)的下方固定安装有力位补偿装置本体(4)，且控制箱(2)与力位补偿装置本体(4)的连接处安装有导线(3)，所述力位补偿装置本体(4)的底端安装有磨抛工具(5)，所述磨抛工具(5)的下方设置有磨抛工件(6)，所述力位补偿装置本体(4)的外侧安装有壳体(11)，且力位补偿装置本体(4)的顶端安装有工具法兰端(10)，所述力位补偿装置本体(4)的底端安装有下盖板(25)，所述下盖板(25)的一侧开设有第一进、出气孔(14)，另一侧开设有第一十二芯航插接头(12)，且下盖板(25)的底端通过螺栓固定安装有机器人法兰端(13)，所述工具法兰端(10)的底端安装有压力传感器(20)，所述压力传感器(20)的下方安装有上盖板(21)，所述压力传感器(20)与工具法兰端(10)通过螺栓固定连接，且压力传感器(20)的测量面与上盖板(21)通过螺栓固定连接，所述上盖板(21)的底端通过螺栓和定位销固定安装有直线运动轴(30)，所述直线运动轴(30)的下端通过花键配合安装有导向法兰(31)，所述导向法兰(31)的下方固定安装有导向套筒(32)，所述导向套筒(32)与下盖板(25)通过螺栓固定连接。2.根据权利要求1所述的一种紧凑型主动式高精度力位补偿装置，其特征在于，所述导向套筒(32)的一侧固定安装有气缸固定板(22)，所述气缸固定板(22)的底端通过螺母固定安装有气缸(40)，所述气缸(40)的推力轴贯穿气缸固定板(22)与上盖板(21)固定连接，且气缸(40)的一侧固定安装有气缸位移传感器(42)，另一侧固定安装有气体压强传感器(23)，所述气体压强传感器(23)的顶部通过螺钉固定安装有气体压强传感器固定板(26)，所述气缸位移传感器(42)的一侧安装有倾角传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱力军，蔡得领，陈智勇，
申请(专利权)人：浙江数脉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33