一种基于串联弹性驱动器的高精度柔顺打磨系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于串联弹性驱动器的高精度柔顺打磨系统，包括：弹性组件的第一端用于连接与被加工件接触的磨头；柔顺组件与弹性组件的第二端连接，并向弹性组件提供大小可调的压力，弹性组件的弹性件能够产生朝向柔顺组件的弹性形变；电容式位移传感器用于获取弹性组件的弹性形变；控制系统根据弹性组件产生的弹性形变调节柔顺组件施加给弹性组件的压力，直至磨头与被加工件之间的实际接触力达到目标接触力。通过实时获取电容式位移传感器检测的弹性件的位移，不断调整磨头与被加工工件之间的接触力，以使实际检测值不断接近预存储的目标接触力，实现了闭环控制。采用电容式位移传感器具有精度高、响应速度快的块的特点。响应速度快的块的特点。响应速度快的块的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于串联弹性驱动器的高精度柔顺打磨系统


[0001]本专利技术涉及抛光打磨
，特别涉及一种基于串联弹性驱动器的高精度柔顺打磨系统。

技术介绍

[0002]抛光打磨，是制造业中一道不可或缺的基础工序，大量用在高精度设计中，如航空航天、汽车、军用、舰船等高科技、高精尖领域，是一个国家高端制造业水平的重要体现。磨削过程中的磨削力的控制精度和稳定性决定了加工工件表面粗糙度和精度。
[0003]然而目前机器人高精度磨削存在测量不准、控制不精、响应不快等核心瓶颈问题，严重制约了其加工质量和性能。
[0004]因此，如何实现控制精度高且响应快的柔顺控制打磨装置，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种基于串联弹性驱动器的高精度柔顺打磨系统，实现控制精度高且响应快的目的。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种基于串联弹性驱动器的高精度柔顺打磨系统，包括：柔顺组件和弹性组件；
[0008]所述弹性组件的第一端用于连接与被加工件接触的磨头，并向所述磨头提供挤压所述被加工件的接触力；
[0009]所述柔顺组件与所述弹性组件的第二端连接，并通过所述弹性组件向所述磨头提供大小可调的压力，所述弹性组件的弹性件能够产生朝向所述柔顺组件的弹性形变；
[0010]电容式位移传感器，所述电容式位移传感器用于获取所述弹性组件的弹性形变；
[0011]控制系统，所述控制系统根据所述弹性组件产生的弹性形变调节所述柔顺组件施加给所述弹性组件的压力，直至所述磨头与所述被加工件之间的实际接触力达到目标接触力。
[0012]优选的，上述的基于串联弹性驱动器的高精度柔顺打磨系统中，所述弹性形变大于预设弹性形变时，减小所述柔顺组件施加给所述弹性组件的压力，直至所述磨头与所述被加工件之间的实际接触力达到目标接触力；所述弹性形变小于预设弹性形变时，增大所述柔顺组件施加给所述弹性组件的压力，直至所述磨头与所述被加工件之间的实际接触力达到目标接触力；
[0013]或，所述弹性形变对应的弹性力大于预设弹性力时，减小所述柔顺组件施加给所述弹性组件的压力，直至所述磨头与所述被加工件之间的实际接触力达到目标接触力；所述弹性形变对应的弹性力小于预设弹性力时，增大所述柔顺组件施加给所述弹性组件的压力，直至所述磨头与所述被加工件之间的实际接触力达到目标接触力。
[0014]优选的，上述的基于串联弹性驱动器的高精度柔顺打磨系统中，所述弹性组件包
括：
[0015]上端盖，所述上端盖的一侧用于与所述磨头连接；
[0016]下端盖，所述下端盖一侧用于与所述柔顺组件相连；
[0017]位于所述上端盖和所述下端盖之间的弹性件，所述弹性件连接所述上端盖的另一侧和所述下端盖的另一侧，所述弹性件能够产生沿所述上端盖的轴向的弹性变形，并且所述电容式位移传感器沿所述下端盖的轴向贯穿所述下端盖，用于测量所述弹性件的弹性变形量。
[0018]优选的，上述的基于串联弹性驱动器的高精度柔顺打磨系统中，所述弹性件包括：
[0019]环形板，所述环形板连接所述上端盖的另一侧和所述下端盖的另一侧；
[0020]连接块，所述连接块位于所述环形板的中心位置；
[0021]弹片，所述弹片连接所述环形板和所述连接块，并且所述弹片能够带动所述环形板产生沿所述上端盖的轴向的弹性变形。
[0022]优选的，上述的基于串联弹性驱动器的高精度柔顺打磨系统中，所述柔顺组件包括：
[0023]气缸，所述气缸的活塞导杆用于与所述弹性组件相抵；
[0024]阀组件，所述阀组件用于调节所述气缸的进气量和调节所述气缸的进气方向，所述阀组件与所述控制系统连接。
[0025]优选的，上述的基于串联弹性驱动器的高精度柔顺打磨系统中，所述阀组件包括：
[0026]用于调节所述气缸的进气方向的电磁换向阀，所述电磁换向阀与所述气缸的供气通道相连，并且所述电磁换向阀与所述控制系统连接；
[0027]用于调节所述气缸的进气量的比例调压阀，所述比例调压阀与所述气缸的供气通道相连，并且所述比例调压阀与所述控制系统连接。
[0028]优选的，上述的基于串联弹性驱动器的高精度柔顺打磨系统中，所述气缸为双向气缸，且包括第一腔体和第二腔体，所述第一腔体和第二腔体分别与所述电磁换向阀的一个接口连通。
[0029]优选的，上述的基于串联弹性驱动器的高精度柔顺打磨系统中，所述柔顺组件还包括：
[0030]底座，所述气缸安装于所述底座上；
[0031]上壳体，所述活塞导杆与所述上壳体相抵；
[0032]安装座，所述阀组件安装于所述安装座，所述安装座与所述底座固定连接，并且所述安装座与所述上壳体沿所述活塞导杆的伸缩方向滑动连接。
[0033]优选的，上述的基于串联弹性驱动器的高精度柔顺打磨系统中，所述安装座和所述上壳体通过两个滑动副滑动连接。
[0034]优选的，上述的基于串联弹性驱动器的高精度柔顺打磨系统中，两个所述滑动副位于所述安装座的周向的两侧。
[0035]本专利技术提供了一种基于串联弹性驱动器的高精度柔顺打磨系统，通过弹性组件向磨头提供对被加工件施加的接触力，并通过柔顺组件与弹性组件的连接，向磨头提供大小可调的压力，弹性组件在柔顺组件与磨头的作用下，会使弹性组件的弹性件产生朝向柔顺组件的弹性形变；通过电容式位移传感器检测弹性件产生的弹性形变，控制系统根据弹性
组件产生的弹性形变调节柔顺组件施加给弹性组件的压力，直至磨头与被加工件之间的实际接触力达到目标接触力。
[0036]本申请通过实时获取电容式位移传感器检测的弹性件的位移，不断调整柔顺组件施加给弹性组件的压力，以使实际检测值不断接近预存储的目标接触力，从而实现了闭环控制。
[0037]此外，采用电容式位移传感器具有精度高、响应速度快的块的特点，同时，上述的柔顺组件可以起到缓冲作用。
附图说明
[0038]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0039]图1为本专利技术实施例中公开的基于串联弹性驱动器的高精度柔顺打磨系统在测试平台上时的结构示意图；
[0040]图2为本专利技术实施例中公开的基于串联弹性驱动器的高精度柔顺打磨系统的结构示意图；
[0041]图3为本专利技术实施例中公开的基于串联弹性驱动器的高精度柔顺打磨系统的弹性组件的装配关系图；
[0042]图4为本专利技术实施例中公开的基于串联弹性驱动器的高精度柔顺打磨系统的柔性组件的结构示意图；
[0043]图5为本专利技术实施例中公开的基于串联弹性驱动器的高精度柔顺打磨系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于串联弹性驱动器的高精度柔顺打磨系统，其特征在于，包括：柔顺组件和弹性组件；所述弹性组件的第一端用于连接与被加工件接触的磨头，并向所述磨头提供挤压所述被加工件的接触力；所述柔顺组件与所述弹性组件的第二端连接，并通过所述弹性组件向所述磨头提供大小可调的压力，所述弹性组件的弹性件能够产生朝向所述柔顺组件的弹性形变；电容式位移传感器，所述电容式位移传感器用于获取所述弹性组件的弹性形变；控制系统，所述控制系统根据所述弹性组件产生的弹性形变调节所述柔顺组件施加给所述弹性组件的压力，直至所述磨头与所述被加工件之间的实际接触力达到目标接触力。2.根据权利要求1所述的基于串联弹性驱动器的高精度柔顺打磨系统，其特征在于，所述弹性形变大于预设弹性形变时，减小所述柔顺组件施加给所述弹性组件的压力，直至所述磨头与所述被加工件之间的实际接触力达到目标接触力；所述弹性形变小于预设弹性形变时，增大所述柔顺组件施加给所述弹性组件的压力，直至所述磨头与所述被加工件之间的实际接触力达到目标接触力；或，所述弹性形变对应的弹性力大于预设弹性力时，减小所述柔顺组件施加给所述弹性组件的压力，直至所述磨头与所述被加工件之间的实际接触力达到目标接触力；所述弹性形变对应的弹性力小于预设弹性力时，增大所述柔顺组件施加给所述弹性组件的压力，直至所述磨头与所述被加工件之间的实际接触力达到目标接触力。3.根据权利要求1所述的基于串联弹性驱动器的高精度柔顺打磨系统，其特征在于，所述弹性组件包括：上端盖，所述上端盖的一侧用于与所述磨头连接；下端盖，所述下端盖一侧用于与所述柔顺组件相连；位于所述上端盖和所述下端盖之间的弹性件，所述弹性件连接所述上端盖的另一侧和所述下端盖的另一侧，所述弹性件能够产生沿所述上端盖的轴向的弹性变形，并且所述电容式位移传感器沿所述下端盖的轴向贯穿所述下端盖，用于测量所述弹性件的弹性变形量。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙雷，李致远，吴海涛，刘吉栋，秦岩丁，孙宁，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：