具有可选顺应性模式的机器人工具制造技术

本发明专利技术涉及具有可选顺应性模式的机器人工具。一种机器人工具具有纵向轴，当该轴处于默认的居中位置时，该轴限定纵向轴线。锁定杆可在第一位置和第二位置之间移动。在第一位置，锁定杆允许纵向轴绕纵向轴线以360度的径向顺应性移动。在第二位置，锁定杆将纵向轴的顺应性限制成从纵向轴线仅一个径向角度。在一个实施例中，锁定杆定位成邻近（例如，在上方或在下方）2轴线同心环万向节的一个环的一部分。锁定杆定形成以便在第一位置不接触万向节的任何部分，以允许整个360度的径向顺应性。在第二位置，锁定杆限制万向节的一个环的运动，从而将轴的顺应性限制成另一环的运动，该顺应性必定限于仅一个径向角度。

【技术实现步骤摘要】
具有可选顺应性模式的机器人工具
本专利技术大体上涉及机器人工具，并且具体地涉及一种具有纵向轴的机器人工具，其选择性地展现出从纵向轴线沿360度的径向方向或沿仅一个径向方向的径向顺应性。
技术介绍
工业机器人已经成为现代制造中必不可少的部分。机器人可在恶劣的环境中不知疲倦地执行许多制造任务，并且具有很高的精度和可重复性。在各种机器人应用中，机器人工具展现出一定程度的顺应性是有利的。如本文中所用，用语“顺应性”是指响应于与工件的接触，机器人工具的一部分独立于支承和移动工具的机器人臂移动的运动。作为一个示例，去毛刺工具可包括在纵向轴的端部处的磨削轮，该磨削轮由工具内的马达旋转地驱动。当机械臂沿路径（例如，工件的所需轮廓或边缘）循迹时，磨削轮去除由于切割或其它操作而导致的不规则性。为了跟随工件的精细特征，有利的是使磨削轮压靠工件，并在机器人臂沿工件以直线移动时，通过顺应性来沿修整的边缘或表面的小凸面或凹面跟随。当去除外力（由工件表面或边缘不规则引起）时，工具内的偏压力使轴返回默认的居中位置。在许多应用中，在任何方向上都具有顺应性是有利的，也就是说，从中心轴线沿径向360度。然而，在其它应用中，顺应性有利地限于仅一个径向方向。例如，在带有X-Y枢转的工具中，机器人工具有可能沿任何方向从工作表面“反弹”。因此，为了更精确地控制去毛刺或其它操作，希望将这种反弹的可能性限于仅一个轴线。如果正确编程了机器人臂，则机器人工具的操作部分只能直接从工件反弹，而回心力会将主轴直接推回工件边缘上。当然，这假定机器人臂编程为移动穿过空间，以便始终将工具保持与工件表面正交。在本领域中称为单轴线编程的该过程要求敏捷的机器人在其横过不同的工件特征时能够操纵工具，并且在对机器人编程中还需要必要的技能和努力才能这样做。为了在单轴线和多轴线编程上分摊机器人工具的成本，以及提供可在两种应用中使用的单个工具，选择性地控制机器人工具的顺应性模式将是有利的。提供本文的
技术介绍
部分以将本专利技术的实施例置于技术和操作语境，以帮助本领域技术人员理解其范围和效用。可采用
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部分中描述的途径，但不一定是先前已经设想或采用的途径。除非明确指出这样，本文中没有任何陈述仅通过将其包含在
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部分中就认作是现有技术。
技术实现思路
以下呈现了本公开的简化概述，以便向本领域技术人员提供基本理解。该概述不是本公开的广泛概述，并且无意于标识本专利技术的实施例的关键/重要元素或描绘本专利技术的范围。该概述的唯一目的在于以简化的形式呈现本文公开的一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。根据本文描述和要求保护的一个或多个实施例，一种机器人工具具有纵向轴，当轴处于默认的居中位置时，该轴限定纵向轴线。锁定杆可在第一位置和第二位置之间移动。在第一位置，锁定杆允许纵向轴绕纵向轴线以360度的径向顺应性移动。在第二位置，锁定杆将纵向轴的顺应性限制成从纵向轴线仅一个径向角度。在一个实施例中，锁定杆定位成邻近（例如，在上方或在下方）2轴线同心环万向节的一个环的一部分。锁定杆定形成以便在第一位置不接触万向节的任何部分，以允许整个360度的径向顺应性。在第二位置，锁定杆限制万向节的一个环的运动，从而将轴的顺应性限制成另一环的运动，该顺应性必定限于仅一个径向角度。在一个实施例中，锁定杆定形成且定位成使得其通过绕其自身的纵向轴线的旋转运动而在第一位置和第二位置之间移动。一个实施例涉及一种径向顺应性的机器人工具。该工具包括壳体和从壳体延伸的纵向轴。当纵向轴处于默认的居中状态时，纵向轴限定纵向轴线。该工具还包括横向于纵向轴线设置的锁定杆。锁定杆可在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置，纵向轴展现出从纵向轴线的360度的径向顺应性，且在第二位置，锁定杆将纵向轴限制成从纵向轴线沿仅一个径向方向的顺应性。另一个实施例涉及一种操作径向顺应性的机器人工具的方法。该工具包括：壳体；从壳体延伸并在默认的居中状态下限定纵向轴线的纵向轴；以及横向于纵向轴线设置的锁定杆。锁定杆移动到第一位置并且操作工具，其中纵向轴展现出从纵向轴线的360度的径向顺应性。锁定杆移动到第二位置并且操作工具，其中锁定杆将纵向轴限制成从纵向轴线沿仅一个径向方向的顺应性。附图说明现在将在下文中参考附图更全面地描述本专利技术，在附图中示出了本专利技术的实施例。然而，本专利技术不应理解为限于本文阐述的实施例。相反，这些实施例提供成以便本公开将为彻底和完整的，且将本专利技术的范围完全传达给本领域的技术人员。相似的数字表示各处相似的元件。图1是具有处于默认的居中位置的纵向轴的机器人工具的透视图。图2是锁定杆的透视图。图3是2轴线同心环万向节的透视图，其中锁定杆允许外环的枢转。图4是万向节的透视图，其中锁定杆限制外环的枢转。图5是工具的截面视图，示出了处于允许外环的枢转的第一位置的锁定杆。图6是工具的截面视图，示出了处于限制外环的枢转的第二位置的锁定杆。图7是示出卡合机构的放大截面视图。图8是示出锁定杆的一个端部的锁定的放大透视图。图9是操作径向顺应性的机器人工具的方法的流程图。具体实施方式为了简单和示范性目的，通过主要参考本专利技术的示例性实施例来描述本专利技术。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本专利技术的透彻理解。然而，对于本领域的普通技术人员来说，将容易明白，可在不限制这些具体细节的情况下实施本专利技术。在该描述中，没有详细描述众所周知的方法和结构，以免不必要地使本专利技术不清楚。附图描绘了具有纵向轴的特定机器人工具。在一个实施例中，机器人工具是去毛刺工具。描绘了该工具以向本领域技术人员阐释本专利技术的实施例。然而，本专利技术不限于附图中描绘的工具。图1示出了去毛刺工具10。在该实施例中的去毛刺工具10具有大体上圆柱形的壳体12，该壳体12附接到机器人臂（未示出）。纵向轴14从壳体12延伸，并且在远端包括卡盘16，该卡盘16可接纳各种刀头，例如磨削刀头。套筒18围绕轴14。壳体12内的马达使轴14旋转，并因此使固定在轴14的端部的磨削刀头或其它工作表面旋转。轴14偏压成朝向与工具10的纵向轴线20对准。横向于纵向轴线20的穿过壳体12的开孔22保持锁定杆24，这在本文中更详细地描述。如本文所使用，定向用语是指在附图中描绘的定向中以及在与工具10一起移动的参考系中的工具10。例如，在默认的居中位置，轴14可称为具有“竖直”定向。类似地，壳体12的底部（其平面垂直于轴14）可称为“水平的”。当然，当附接到机器人臂时，机器人工具10可相对于水平线采取任何定向；因此，仅在与工具10一起移动的参考系内考虑描述零件的相对定向的用语。响应于由工件表面或边缘施加的力（即，响应于机器人臂使例如磨削刀头压靠工件），纵向轴14展现出脱离与纵向轴线20对准的顺应性或移动性。在一种模式中（在一个实施例中，由锁定杆24的第一位置限定，如本文中进一步阐释），轴14可展现出从纵向轴线20沿任何径向方向的顺应性，即其具有360度的径向顺应性。在另一种模式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种径向顺应性的机器人工具，包括：/n壳体；/n从所述壳体延伸并在默认的居中状态下限定纵向轴线的纵向轴；/n横向于所述纵向轴线设置的锁定杆，所述锁定杆可在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置，所述纵向轴展现出从所述纵向轴线的360度的径向顺应性，且在所述第二位置，所述锁定杆将所述纵向轴限制成从所述纵向轴线沿仅一个径向方向的顺应性。/n

【技术特征摘要】
20190110 US 62/790712;20191101 US 16/6720271.一种径向顺应性的机器人工具，包括：
壳体；
从所述壳体延伸并在默认的居中状态下限定纵向轴线的纵向轴；
横向于所述纵向轴线设置的锁定杆，所述锁定杆可在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置，所述纵向轴展现出从所述纵向轴线的360度的径向顺应性，且在所述第二位置，所述锁定杆将所述纵向轴限制成从所述纵向轴线沿仅一个径向方向的顺应性。


2.根据权利要求1所述的工具，还包括两轴线万向节，其包括同心的内环和外环，并且其中在所述第一位置，所述锁定杆在所述纵向轴的整个顺应性范围内不限制所述内环或所述外环，并且其中在所述第二位置，所述锁定杆将所述内环或所述外环中的一个的运动限制成免于倾斜，从而防止受限制的万向节环绕其倾斜轴线倾斜，因此将所述纵向轴的顺应性限制成由所述内环或所述外环中的另一个的倾斜而提供的顺应性。


3.根据权利要求2所述的工具，其中，
所述锁定杆具有在任一端部上的大体上圆柱形的部分，以及在圆柱形端部部分之间且延伸所述锁定杆的对应于所述受限制的万向节环的长度的至少第一切口；
所述锁定杆通过绕所述锁定杆的纵向轴线旋转而在所述第一位置和所述第二位置之间移动；
在所述第一位置，所述第一切口面向所述受限制的万向节环，并且所述锁定杆的任何部分在其绕其倾斜轴线的整个倾斜范围内不与所述万向节环接触；以及
在所述第二位置，所述第一切口不面向所述受限制的万向节环，并且所述锁定杆防止所述受限制的万向节环绕其倾斜轴线倾斜。


4.根据权利要求3所述的工具，其中，所述锁定杆包括与所述第一切口相对的第二切口，并且其中当所述锁定杆绕其纵向轴线相继旋转穿过90度时，所述锁定杆在第一位置和第二位置之间交替。


5.根据权利要求2所述的工具，还包括一个或多个缓冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：DJ博勒二世，
申请(专利权)人：奥腾工业自动化廊坊有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US