机器人辅助的具有一体式维护单元的磨削装置制造方法及图纸

本文描述一种用于机器人辅助加工表面的装置。根据一个实施例，该装置具有以下特征：能安装在机械手上的支架；具有工具(例如磨削片)的加工机；和用于设定工具相对于支架的相对位置的线性致动器。该装置还具有包括可摆动的压板的维护单元。压板可摆动地安装在支架上，使得维护单元通过压板的摆动能至少部分地定位在工具之前。在工具之前。在工具之前。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】机器人辅助的具有一体式维护单元的磨削装置


[0001]本专利技术涉及机器人领域、尤其涉及用于机器人辅助加工工件表面的装置。

技术介绍

[0002]在机器人辅助的表面加工中，工具机，例如磨削或抛光机(例如电驱动的、具有旋转的磨削片作为磨削工具的磨削机)，通过机械手(Manipulator)引导(例如由工业机械人引导)。在该过程中，工具机以不同的方式与所谓的TCP(Tool Center Point，工具中心点)耦联。；机械手通常可任意地设置机器的位置和方位，并且使工具机例如在平行于工件表面的轨迹上运动。工业机器人通常是位置可调节的，这能够使得TCP沿着期望的轨迹精确运动。
[0003]为了在机器人辅助磨削时实现好的效果，在多种应用中都需要调节工艺力(磨削力)，这借助传统的工业机器人通常难以以足够的精确度实现。工业机器人的大的且重的臂节段具有过大的质量惯性，以致于调节器(闭环控制器)需要足够快速地对工艺力的波动作出反应。为了解决该问题，可在机械手的TCP和工具机之间布置相对于工业机器人较小的(并且较轻的)线性致动器，该线性致动器使机械手的TCP与工具机耦联。在这种情况下，线性致动器在工件表面加工期间仅调节工艺力(即在工具和工件之间的压力)，而机械手沿着期望的轨迹移动工具机以及线性致动器，并控制它们的位置。通过调节力，线性致动器可(在一定界限内)补偿待加工的工件的方位和形状的不精确性以及机械手的轨迹的不精确性。
[0004]尤其在磨削工艺中，磨屑粘附在磨削片上，由此降低磨削片的磨削效果。该问题可通过维护过程被消除，在该维护过程中磨削片或者被更换或者“被整新”(refreshing)。已知静态的更换站用于更换机器人辅助的磨削装置的磨削片(例如参见WO 2017/174512 A1)。为了更换磨削片，为此机器人必须中断当前执行的程序，使磨削装置朝更换站运动，执行更换过程，然后使磨削机运动返回至工件的位置，并可从该位置开始继续磨削过程。例如在使用小的砂纸时，例如可在所谓的“现场修理”时使用的砂纸，需要相对频繁地更换磨削片，这对于每个工件的加工时间都具有不利的结果。
[0005]本专利技术的目的是，开发用于机器人辅助的表面加工的改进装置以及相应的方法，其中，尤其是使用的工具(例如磨削片)的维护应花费尽可能更少的时间。

技术实现思路

[0006]上述目的通过根据权利要求1所述的装置以及通过根据权利要求9所述的方法实现。不同的实施方式和改进方案是从属权利要求的对象。
[0007]下面描述用于机器人辅助的表面加工的装置。根据一个实施例，该装置具有以下特征：能安装在机械手上的支架；具有(能通过加工机的马达驱动的)工具(例如磨削片)的加工机；和用于设定工具相对于支架的相对位置的线性致动器。该装置还具有包括能摆动的压板的维护单元。压板能摆动地安装在支架上，使得维护单元通过压板的摆动能至少部
分地定位在工具之前。
[0008]此外，还描述了一种用于机器人辅助的加工装置的方法，该加工装置具有一体式的维护单元。根据一个实施例，该方法包括将能摆动地安装在支架上的维护单元定位在维护单元位于加工机的工具之前的位置中。工具在此经由线性致动器与支架耦联，并且支架安装在机械手上。该方法还包括借助线性致动器以压紧力将工具压到维护单元的构件上。根据一个实施例，维护单元的工具所压靠的构件可为刷。在另一实施例中，该构件是用于从加工装置移除工具的拆卸单元的支承面。
[0009]另一实施例涉及用于自动化地更换磨削机的磨削片的方法。在该实施例中，借助维护单元的摆动使得能相对于所述磨削机摆动的维护单元从第一位置定位到第二位置中。在第二位置中，维护单元定位在安装于磨削机的工具盘上的磨削片之前。该方法还包括将安装于工具盘上的磨削片压到维护单元的拆卸单元的支承面上。然后使维护单元继续摆动，将拆卸单元的隔板的棱边挤入工具盘和磨削片之间，由此使得磨削片与工具盘松开。
[0010]另一实施例涉及将具有喷嘴的、能相对于抛光机摆动的维护单元摆动到维护位置中的方法，其中，在该维护位置中喷嘴对准抛光机的抛光工具。该方法还包括将抛光剂施加到抛光工具上，即借助喷嘴将抛光剂喷射到抛光工具上，并且将维护单元摆动到翻上的位置中，在所述翻上的位置中没有妨碍后续的抛光工艺。
附图说明
[0011]下面根据在附图中示出的示例详细阐述本专利技术。示意图不是一定按尺寸比例示出并且本专利技术不仅仅限于示出的方案。相反，重点在于说明本专利技术的基本原理。对于附图：
[0012]图1示出了机器人辅助的磨削装置的示例。
[0013]图2示出了适用于机器人辅助磨削的磨削装置的示例，该磨削装置具有用于清洁磨削工具的一体式的维护单元。
[0014]图3和图4示出了借助根据图2的磨削装置进行的维护过程的流程，其中，在该维护过程中，清洁磨削片并且使其尽可能无磨屑残留物。
[0015]图5是用于示出借助根据图2
‑
4的装置执行的维护/整新磨削片的方法的流程图。
[0016]图6示出了适用于机器人辅助磨削的磨削装置的另一示例，该磨削装置具有用于拆卸磨损的磨削片和(可选地)安装新的磨削片的一体式的维护单元。
[0017]图7是图6中的磨削装置的分解示意图。
[0018]图8示出了图7中的维护单元的拆卸单元40的示例。
[0019]图9示出了图7中的维护单元的仓储部50的示例，该仓储部可包含一堆新的磨削片。
[0020]图10是图9的剖视图(纵剖面)。
[0021]图11
‑
13示出了借助根据图6的磨削装置进行的维护过程的流程，其中，在该维护过程中，将磨损的磨削片从磨削机上卸下并且安装新的磨削片。
[0022]图14是用于示出借助根据图6
‑
10进行的更换磨削片的方法的流程图。
具体实施方式
[0023]在详细描述本专利技术的各种实施例之前，首先描述机器人辅助的磨削装置的一般性
示例。应理解的是，此处描述的原理也可转用到其他类型的表面加工(例如抛光)上，并且不限于磨削。下面根据具有旋转的磨削工具(磨削片)的磨削机描述多个实施例。但是此处描述的原理不限于此，并且也可应用在其他的工具机中，例如具有环绕的工具(例如带式磨削机)或具有振荡或振动的工具(例如振动式磨削机)的工具机中。
[0024]根据图1，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的磨削机10(例如环形轨迹磨削机)，其中，磨削工具经由线性致动器20与机械手1的所谓的工具中心点(TCP)耦联。确切地说，TCP不是点，而是矢量，并且例如可通过空间坐标以及三个角描述。在机器人中，为了描述TCP的方位有时也在配置空间中使用一般化的坐标(大多是机器人的六个铰接角)。TCP的位置和定向有时也称为“姿态”(Pose)。
[0025]在工业机器人具有六个自由度的情况下，机械手可由四个节段2a、2b、2c和2d构成，四个节段分别经由铰链3a、3b和3c连接。通常，第一节段本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种装置，包括：安装在机械手(2)上的支架(22)；具有工具(11)的加工机；用于设定所述工具(11)相对于所述支架(22)的相对位置的、与所述加工机耦联的线性致动器(20)；包括压板(30)的维护单元(300)，所述压板可摆动地安装在所述支架(22)上，使得所述维护单元(300)通过所述压板(30)的摆动至少部分地定位在所述工具(300)之前。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述维护单元(300)包括清洁装置(33、31)，所述清洁装置通过所述压板(30)的摆动与所述工具(11)相对地定位。3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述清洁装置包括刷(33)，所述刷通过所述压板(30)的摆动定位，使得所述工具(11)借助所述线性致动器(20)压到所述刷(33)上。4.根据权利要求2或3所述的装置，其中，所述清洁装置包括至少一个喷嘴(31)，所述喷嘴通过所述压板(30)的摆动定位，使得所述喷嘴将清洁剂或者压缩空气喷射到所述工具(11)上。5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，所述线性致动器(20)构造成在维护模式中使得所述工具(20)压到所述维护单元(300)的一部分上。6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中，所述维护单元(300)包括拆卸单元(40)，所述拆卸单元构造成将所述工具(11)从所述加工机移除。7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述加工机是磨削机并且所述工具(11)是磨削片。8.根据权利要求6或7所述的装置，其中，所述拆卸单元(40)包括支承面(42)和隔板(43)，所述隔板基本上平行于所述支承面(42)布置，使得当所述工具(11)压到所述支承面(42)上时，通过所述压板(30)的摆动引起所述拆卸单元(40)运动，隔板(43)被引入到所述工具(11)和安装有所述工具(11)的工具盘(12)之间，由此将所述工具(11)从所述工具盘(12)拆下。9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其中，所述维护单元(300)还包括仓储部(50)，所述仓储部能够容纳多个同种类的工具，尤其是磨削片。10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述仓储部(50)包括基体(51)和拦截环(53)，在所述基体内部设置由弹簧(55)偏置的滑块(54)，其中，在所述滑块(54)上布置有工具(11)的堆时，由所述弹簧(55)引起的力(F
V
)将所述工具(11)压到所述拦截环(53)上。11.根据权利要求1至10中任一项所述的装置，其中，所述维护单元(300)包括第二喷嘴，所述第二喷嘴通过所述压板(30)的摆动定位，使得通过所述第二喷嘴在所述工具上施加液体或膏体，尤其是抛光剂。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的装置，还包括：驱动器(25)，与所述支架(20)和所述压板(30)耦联，并且造成成使得所述维护单元(300)从第一位置(M1)摆动到第二位置(M2)中。13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述维护单元(300)在第二位置(M2)中至少部分地定位在所述工具(300)之前，并且在所述第一位置(M1)中没有妨碍通过所述工具(11)加工工件表面。14.根据权利要求1至13中任一项所述的装置，其中，所述加工机包括安装在所述支架(22)上的马达(10a)，以及使得所述马达(10a)与所述工具(11)耦联的伸缩轴(10c)。15.一种方法，包括：将可摆动地安装在支架(22)上的维护单元(300)定位在所述维护单元(300)定位在加工机的工具(11)之前的位置中，其中，所述工具(11)经由线性致动器与所述支架(22)耦联，并且其中，所述支架(22)安装在机械手(1)上；借助所述线性致动器(20)，以压紧力将所述工具(11)压到所述维护单元(300)的构件上。16.根据权利要求15所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
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：