机器人辅助研磨中的转速控制制造技术

本发明专利技术涉及一种自动研磨表面的方法，并且涉及一种相应的装置。根据一个示例性实施例，该方法包括机器人辅助地定位具有研磨工具的磨机，以使得当磨机以第一转速运行时，研磨工具接触表面，以及探测研磨工具和表面之间的接触。该方法还包括，作为探测到接触的反应，使研磨工具的转速从第一转速增加到第二转速。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】机器人辅助研磨中的转速控制
本专利技术涉及一种用于机器人辅助研磨的磨机以及一种用于研磨工件表面的机器人辅助的方法。
技术介绍
在机器人辅助的研磨装置中，磨机(例如电力驱动的磨机，其具有作为研磨工具的旋转的砂轮)由操纵器，例如工业机器人引导。在此，磨机能够以不同的方式与操纵器的所谓TCP(ToolCenterPoint(工具中心点))连接，从而操纵器能够实际上任意地调节机器的位置和方向。工业机器人通常是位置控制的，这使得TCP能够精确地沿所期望的轨迹运动。为了在机器人辅助的研磨中获得良好的结果，在许多应用中需要对过程力(研磨力)进行调节，这通过传统的工业机器人常常难以以足够的精度实现。工业机器人的大臂段和重臂段具有太大的惯性，以致于调节器(闭环控制)无法迅速地对过程力的波动做出反应。为了解决该问题，可以在操纵器的TCP与磨机之间设置与工业机器人相比更小的线性致动器，该线性致动器使操纵器与磨机连接。线性致动器在研磨期间只调节过程力(即研磨工具/砂轮和工件之间的压紧力)，而操纵器沿着预定的轨迹以位置控制的方式将磨机与线性致动器(由此以及研磨工具)一起移动。轨道磨机或偏心磨机可以用于表面的加工。在此，当砂轮接触待加工表面时，磨机已经被接通(也就是说，砂轮转动)。在此可能出现的问题是，借助机器人接触待加工表面时会导致刮擦或划痕。技术人员可以避免这种不期望的影响，通过他特别轻柔地将磨机放置在表面上，这在机器人辅助的方法中并不总是足够可能的。本专利技术的目的在于，开发一种改进的研磨装置，用于机器人辅助的研磨。>
技术实现思路
上述目的通过根据权利要求1的研磨装置以及通过根据权利要求6的方法来实现。不同实施例和改进方案是从属权利要求的主题。下面描述一种用于加工表面的研磨装置。根据一个实施例，研磨装置包括与操纵器连接的磨机，该磨机具有马达和由马达驱动的研磨工具，以及控制装置。该控制装置被构造为用于控制磨机，以便调节研磨工具的转速，借助操纵器将磨机定位，以便在磨机以第一转速运行时使表面与研磨工具接触，并且探测研磨工具与表面之间的接触。作为探测到接触时作出的反应，将研磨工具的转速从第一转速提高到第二转速。此外，描述了一种用于自动研磨表面的方法。根据一种实施例，该方法包括机器人辅助地定位具有研磨工具的磨机，使得研磨工具在磨机以第一转速运行时接触表面，以及探测研磨工具和表面之间的接触。该方法还包括——反应于探测到接触——将研磨工具的转速从第一转速提高到第二转速。附图说明下面借助于附图中所示出的实施例进一步阐述本专利技术。这些图示不一定按比例绘制，并且本专利技术并不仅限于所示的方面。更确切地说，重要的是，展示出基于本专利技术的基本原理。附图示出：图1示意性示出了机器人辅助的研磨装置的一个示例。图2通过图表示出了控制研磨工具的转速作为反应于探测到研磨工具与工件之间的接触。图3通过图表示出了接触力的调节和控制研磨工具的转速作为反应于探测到研磨工具与工件之间的接触。图4示出了用于机器人辅助的研磨方法的一种实施方式的流程图。具体实施方式在详细阐述本专利技术的不同实施例之前，首先描述机器人辅助的研磨装置的一种示例。机器人辅助的研磨装置包括操纵器1，例如工业机器人，和具有旋转的研磨工具的磨机10(例如轨道磨机)，其中，该研磨工具与操纵器1的所谓的工具中心点(TCP)通过线性致动器20连接。在具有六个自由度的工业机器人的情况下，操纵器可以由四个部段2a，2b，2c和2d构成，它们分别通过关节3a，3b和3c连接。第一部段大多与基座41刚性连接(然而不一定必须如此)。关节3c使部段2c和2d连接。关节3c可以是双轴式的，并且使得部段2c能够绕着水平旋转轴(仰角)和垂直旋转轴(方位角)旋转。关节3b使部段2b和2c连接，并且使得部段2b相对于2c的位置旋转运动。关节3a使部段2a和2b连接。关节3a可以是双轴的，因此(类似于关节3c)能够在两个方向上转动运动。TCP具有相对于部段2a的固定的相对位置，其中该部段通常还包括旋转关节(未示出)，使得能够围绕部段2a的纵轴A进行旋转运动(在图1中以点划线示出，对应于研磨工具的旋转轴)。关节的每个轴配设有致动器，该致动器可以引起围绕相应关节轴的旋转运动。关节中的致动器由机器人控制装置4根据机器人程序来控制。不同的工业机器人/操纵器和所属的控制装置是公知的，因此在此不进一步阐述。操纵器1通常是位置控制的，即机器人控制装置可以确定TCP的姿势(位置和方向)，并沿着预定的轨迹移动。在图1中，部段2a的纵轴用A表示，TCP位于部段2a上。当致动器20抵靠端部止挡件时，也利用TCP的姿势来定义研磨工具的姿势。如在开始时已经提到的，致动器20用于，在研磨过程期间将工具与工件40之间的接触力(过程力)调节到期望值。通过操纵器1的直接力调节对于研磨应用而言通常太不精确，因为，由于操纵器1的部段2a-c的高质量惯性，实际上不可能借助传统的操纵器快速地补偿力峰值(例如在将研磨工具放置到工件40上时)。由此，机器人控制装置构造成调节操纵器1的TCP的姿势(位置和方向)，而力调节仅通过致动器20完成。如已经提及的，在研磨过程期间，研磨工具和工件40之间的接触力FK(也称为过程力)可以借助于(线性)致动器20和力调节(其例如可以在控制装置4中实现)来调节，使得研磨工具和工件40之间的接触力FK(在纵轴A的方向上)对应于可预定的额定值。在此，接触力是对致动器力的反应，线性致动器20以致动器力压到工件表面上。在工件40与工具之间没有接触时，由于工件40上缺少接触力，致动器20移向端部止挡件(未示出，因为集成在致动器20中)，并且以限定的力压向该端部止挡件。因此，在这种情况下(没有接触)，致动器偏移是最大的，并且致动器处于终点位置。操纵器1的位置调节(其同样可以在控制装置4中实现)可以完全独立于致动器20的力调节来工作。致动器20不负责磨机10的定位，而仅仅负责调节和维持在研磨过程中所需的接触力FK，并且用于识别工具与工件之间的接触。例如，可以通过致动器已经移动离开终点位置(致动器偏移a小于最大偏移aMAx)，以简单的方式识别到接触。致动器可以是气动的致动器，例如双作用气动缸。然而，也可以使用其他气动致动器，例如风箱气缸和空气肌肉。作为替代方案，也可以考虑直接电驱动(无传动机构)。应当注意的是，致动器20的作用方向不必与操纵器的部段2a的纵轴A必须一致。在气动致动器的情况下，力调节可以通过本身已知的方式借助于调节阀，调节器(在控制装置4中实施)和压缩空气储存器来实现。然而，具体的实施方式对于进一步的解释并不重要，因此也不更详细地描述。磨机通常具有抽吸装置，以便抽吸磨料粉。在图1中示出用于抽吸装置的软管的接头15。磨机10通常具有驱动砂轮11的电动机。在轨道磨机中，砂轮11装配在支承板上，该支承板又与电动机的电机轴连接。作为电动机可以考虑异步电动机或者同步电动机。同步电动机具有的优点是，转速不随着负载变化(而是仅仅转差率角变化)，相反在异步电动机中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.研磨装置，用于表面的加工，包括：/n与操纵器(1)连接的磨机(10)，所述磨机(10)包括马达和由所述马达驱动的研磨工具(11)；/n控制装置(4)，所述控制装置(4)构造为：/n控制所述磨机(10)，以便调节所述研磨工具(11)的转速，/n通过所述操纵器(1)定位所述磨机(10)，以便在所述磨机以第一转速(n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180315 DE 102018106086.61.研磨装置，用于表面的加工，包括：
与操纵器(1)连接的磨机(10)，所述磨机(10)包括马达和由所述马达驱动的研磨工具(11)；
控制装置(4)，所述控制装置(4)构造为：
控制所述磨机(10)，以便调节所述研磨工具(11)的转速，
通过所述操纵器(1)定位所述磨机(10)，以便在所述磨机以第一转速(n0)运行期间使表面与所述研磨工具(11)接触，
探测所述研磨工具(11)和所述表面之间的接触，以及
反应于探测到接触而将所述研磨工具(11)的转速从所述第一转速(n0)提高到第二转速(n1)。


2.根据权利要求1所述的研磨装置，还包括：
致动器(20)，用于调节所述研磨工具(11)与所述表面之间的接触力，
其中，所述控制器(4)被构造成基于所述致动器的偏移或其变化来探测所述研磨工具(11)与所述表面之间的接触。


3.根据权利要求2所述的研磨装置，其中，所述控制装置(4)还被构造为，作为探测到接触的反应而提高所述研磨工具(11)与所述表面之间的接触力。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的研磨装置，其中，所述控制装置(4)还构造为，用于探测失去接触并且反应于失去接触而降低所述研磨工具(11)的转速。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的研磨装置，其中，所述控制...

【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