【技术实现步骤摘要】
气动力顺应控制指型砂带打磨装置、系统及打磨方法
[0001]本专利技术涉及智能机器人磨削加工自动化领域，具体地，涉及一种气动力顺应控制指型砂带打磨装置、系统及打磨方法。
技术介绍
[0002]目前，复杂曲面的加工广泛存在于航空、航天、能源、医疗、五金等行业领域中。单体、连体叶片是其中极具代表性的零件，为保持流体具有均匀的轴向速度、确保流场稳定、减少流体能量损失，叶片从叶根到叶尖，扭角是变化的，从而造成叶片型面是一个不规则的空间复杂曲面。国内外主要在铣削加工成型后，主要采用人工手工磨削，去除叶片表面铣刀纹理或修型处理，而熟练人员磨削表面质量和几何精度稳定性无法保证。
[0003]目前，机床与机器人磨削过程中广泛采用水平或垂直气缸配合指状砂带磨削加工，但实际加工过程中：1)对于单体叶片，由于铣削加工存在曲面残余加工量厚薄不均问题，造成实际加工指状砂带与叶片接触点在加工过程中发生偏移变化，导致气缸实际输出至指状砂带与叶片接触点的力发生变化，最终导致磨削叶片的磨削量无法保持一致；2)在对连体叶片进行磨削加工中，特别对于连体叶片之间的狭窄部位，机床与机器人磨削均采用单自由度控制力磨削加工或采用6自由度力传感器配合加工，前者单自由度控制力磨削加工由于姿态的不断变化，导致磨削接触点的力的不均匀性，后者采用6自由度力传感器配合加工其对机器人与机床的尺寸链精度要求较高且控制算法较为复杂，响应时间慢、控制实时性精度有限。采用力/位移/角度反馈气动力顺应控制实现恒力磨削输出，可有效提高磨削接触点磨削力恒定稳定性与响应时长。>[0004]经现有技术检索发现，中国专利技术专利公布号为CN106625153A，公开了一种叶片打磨机器人工作站及叶片打磨方法，包括工业关节机器人、叶盆叶背打磨砂带机、叶片叶根打磨机、叶片定位工装、高精度测量传感器、除尘器、主控柜及安全围栏；所述工业关节机器人作为夹持设备，并且该工业关节机器人作为该设备的主体，并在工业关节机器人末端上安装叶片定位工装；所述叶盆叶背打磨砂带机其砂带由柔性接触轮带动进行打磨，无需更换刀具即可完成叶片叶盆和叶背的磨削加工。该专利技术就存在上述相关问题。
技术实现思路
[0005]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种气动力顺应控制指型砂带打磨装置、系统及打磨方法。
[0006]根据本专利技术提供的一种气动力顺应控制指型砂带打磨装置，包括机架、姿态调整机构以及用于调整砂带轴向运动方向的调整跑偏机构；
[0007]所述调整跑偏机构和所述姿态调整机构分别设置在所述机架上，所述姿态调整机构上连接设置有指状接触轮机构，所述指状接触轮机构凸出设置在所述机架上，所述姿态调整机构的另一侧设有模块化气动回路，且所述模块化气动回路设置在所述机架上端面；
[0008]所述机架另一侧设有砂带张紧回路和用于驱动指型砂带进行磨削的主驱动伺服
机构，所述指状接触轮机构、所述姿态调整机构、所述砂带张紧回路、所述主驱动伺服机构以及所述调整跑偏机构通过所述指型砂带链传动设置。
[0009]一些实施方式中，所述调整跑偏机构包括调整轴和关节轴承，所述调整轮通过所述关节轴承转动设置在所述机架上。
[0010]一些实施方式中，所述姿态调整机构通过转动轴设置在所述机架上，所述姿态调整机构与所述指状接触轮机构通过定位销、螺栓等固连，且所述姿态调整机构与所述指状接触轮机构之间设有调整轮，所述调整轮通过螺栓连接设置在所述姿态调整机构上。
[0011]一些实施方式中，所述模块化气路回路包括柔顺气缸和活塞杆，所述柔顺气缸设置在所述机架上端面，所述活塞杆连接设置在所述柔顺气缸上，所述活塞杆另一端连接有旋转支架。
[0012]一些实施方式中，所述旋转支架固定设置在所述机架与所述姿态调整机构之间，所述旋转支架上一体设置有凸板，所述凸板与所述指状接触轮机构固定设置。
[0013]一些实施方式中，所述旋转支架与所述活塞杆之间设有力传感器，所述柔顺气缸上设有用于检测活塞伸出位移量的位移传感器。
[0014]一些实施方式中，所述旋转支架内贯穿设置有转动轴，所述转动轴贯穿所述机架设置，所述转动轴的端部设有检测所述旋转支架角位移的旋转编码器。
[0015]本专利技术还提供一种气动力顺应控制指型砂带打磨系统，包括控制器和数据采集运算功能处理模块，所述数据采集运算功能处理模块上电信号连接设置力传感器、旋转编码器以及位移传感器，所述数据采集运算功能处理模块将力传感器模拟信号、旋转编码器模拟信号以及位移传感器模拟信号转换输出至所述控制器。
[0016]一些实施方式中，所述力传感器、所述旋转编码器以及所述位移传感器与所述数据采集运算功能处理模块之间设有端子板，所述数据采集运算功能处理模块上连接设置人机交互系统，所述数据采集运算功能处理模块输出力传感器、旋转编码器、气缸位移传感器数据到所述人机交互系统的界面实时显示。
[0017]本专利技术还提供一种用于气动力顺应控制指型砂带打磨装置、系统的打磨方法，具体包括以下步骤：步骤1.在复杂曲面工件与所述指型砂带接触位情况下，通过所述人机交互系统的界面给定输出接触点磨削力，并通过所述数据采集运算功能处理模块处理输出对应力的电压，由比例压力阀控制气缸输出力；
[0018]步骤2.通过所述力传感器反馈当前所述柔顺气缸实际输出力，同时通过所述旋转编码器反馈当前接触点接触位置，以及通过所述位移传感器反馈当前所述柔顺气缸伸缩位置值；
[0019]步骤3.通过所述力传感器、所述旋转编码器以及所述位移传感器反馈等效力转换函数，计算当前实际接触点力值；
[0020]步骤4.通过闭环控制算法实时计算调节所述柔顺气缸输出力值，以确保接实际触点磨削力值的稳定性。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术通过设置气动力顺应控制指型砂带打磨装置和系统，解决了在对复杂曲面工件磨削过程中的接触点变化情况下，力恒定控制的稳定性，以及在对狭窄区域磨削接触点不断变化情况的力输出稳定性问题，大大提高了工业机器人对复杂曲面工件加工的通用性与实用性。
附图说明
[0022]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0023]图1为本专利技术气动力顺应控制指型砂带打磨装置的结构示意图一；
[0024]图2为本专利技术气动力顺应控制指型砂带打磨装置的结构示意图二；
[0025]图3为本专利技术气动力顺应控制指型砂带打磨系统的结构示意图；
[0026]附图标记：
[0027]具体实施方式
[0028]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。
[0029]如图1所示为气动力顺应控制指型砂带打磨装置的结构示意图一，如图2所示为气动力本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种气动力顺应控制指型砂带打磨装置，其特征在于，包括机架(2)、姿态调整机构(3)以及用于调整砂带轴向运动方向的调整跑偏机构(1)；所述调整跑偏机构(1)和所述姿态调整机构(3)分别设置在所述机架(2)上，所述姿态调整机构(3)上连接设置有指状接触轮机构(4)，所述指状接触轮机构(4)凸出设置在所述机架(2)上，所述姿态调整机构的另一侧设有模块化气动回路(6)，且所述模块化气动回路(6)设置在所述机架(2)上端面；所述机架(2)另一侧设有砂带张紧回路(7)和用于驱动指型砂带进行磨削的主驱动伺服机构(8)，所述指状接触轮机构(4)、所述姿态调整机构(3)、所述砂带张紧回路(7)、所述主驱动伺服机构(8)以及所述调整跑偏机构(1)通过所述指型砂带链传动设置。2.根据权利要求1所述的气动力顺应控制指型砂带打磨装置，其特征在于，所述调整跑偏机构(1)包括调整轴和关节轴承，所述调整轮(5)通过所述关节轴承转动设置在所述机架(2)上。3.根据权利要求1所述的气动力顺应控制指型砂带打磨装置，其特征在于，所述姿态调整机构(3)通过转动轴设置在所述机架(2)上，所述姿态调整机构(3)与所述指状接触轮机构(4)通过定位销、螺栓等固连，且所述姿态调整机构(3)与所述指状接触轮机构(4)之间设有调整轮(5)，所述调整轮(5)通过螺栓连接设置在所述姿态调整机构(3)上。4.根据权利要求1所述的气动力顺应控制指型砂带打磨装置，其特征在于，所述模块化气路回路包括柔顺气缸(9)和活塞杆(10)，所述柔顺气缸(9)设置在所述机架(2)上端面，所述活塞杆(10)连接设置在所述柔顺气缸(9)上，所述活塞杆(10)另一端连接有旋转支架(13)。5.根据权利要求4所述的气动力顺应控制指型砂带打磨装置，其特征在于，所述旋转支架(13)固定设置在所述机架(2)与所述姿态调整机构(3)之间，所述旋转支架(13)上一体设置有凸板，所述凸板与所述指状接触轮机构(4)固定设置。6.根据权利要求4所述的气动力顺应控制指型砂带打磨系统，其特征在于，所述旋转支架(13)与所述活塞杆(10)之间设有...
【专利技术属性】
技术研发人员：王力，王孝东，朱忠良，侯春杰，
申请(专利权)人：上海航天设备制造总厂有限公司，
类型：发明
国别省市：
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