本發(fā)明涉及工件打磨技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種帶重力補(bǔ)償?shù)拇蚰シ椒按蚰C(jī)器人。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的機(jī)器人自動(dòng)打磨工藝(也叫自動(dòng)拋光工藝)是根據(jù)示教器示教機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡或者依據(jù)設(shè)計(jì)的工件標(biāo)準(zhǔn)幾何模型離線編程生成軌跡，后續(xù)的工件打磨軌跡都是按此固定的軌跡運(yùn)行。

然而在實(shí)際的打磨過程中，由于制造的原因，每件工件的幾何尺寸會(huì)和原始的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)幾何模型會(huì)要差異，其自身尺寸及飛邊毛刺均不相同，這將影響打磨質(zhì)量。當(dāng)遇到較大的飛邊毛刺時(shí)，打磨工具由于受到很大的打磨壓力會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)速急劇下降或卡死；當(dāng)遇到較小的飛邊毛刺時(shí)，打磨工具可能會(huì)接觸不到工具表面，最終會(huì)導(dǎo)致某些工件的打磨質(zhì)量不理想、甚至導(dǎo)致工件報(bào)廢。同時(shí)，對于拋光曲面時(shí)，由于曲面曲率的變化，傳統(tǒng)的自動(dòng)拋光工藝磨頭作用在表面上的法向拋光力不能跟隨曲面曲率變化精確控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種帶重力補(bǔ)償?shù)拇蚰シ椒按蚰C(jī)器人，允許打磨工具與被打磨工件間有一定程度的錯(cuò)位，可避免打磨工具和被打磨工件之間發(fā)生剛性碰撞，同時(shí)，磨頭作用在表面上的法向拋光力可以跟隨曲面曲率變化精確控制，進(jìn)而可提高被打磨工件的打磨質(zhì)量穩(wěn)定性及成品率。

其技術(shù)方案如下：

一種帶重力補(bǔ)償?shù)拇蚰シ椒ǎㄈ缦虏襟E：

根據(jù)已規(guī)劃好的打磨軌跡，預(yù)設(shè)多個(gè)目標(biāo)點(diǎn)為P₁、P₂……P_n及多段軌跡段為P₁-P₂、P₂-P₃……P_n-1-P_n，獲取每個(gè)所述目標(biāo)點(diǎn)的目標(biāo)傾角A；

根據(jù)每個(gè)所述目標(biāo)點(diǎn)的目標(biāo)傾角A，計(jì)算得到每段所述軌跡段的預(yù)設(shè)傾角B；

獲取預(yù)設(shè)浮動(dòng)組件的質(zhì)量m、并結(jié)合每段所述軌跡段的預(yù)設(shè)傾角B及預(yù)設(shè)的打磨力F_N，計(jì)算得到每段所述軌跡段的驅(qū)動(dòng)力F_驅(qū)；

沿打磨軌跡進(jìn)行打磨，在打磨過程中，每段所述軌跡段上施加對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力F_驅(qū)；

其中，所述目標(biāo)傾角A為F_N與水平面的夾角，且-90°≤A≤90°，目標(biāo)傾角A位于水平面之上時(shí)為正，目標(biāo)傾角A和水平面重合為零，目標(biāo)傾角A位于水平面之下為負(fù)；所述軌跡段為兩個(gè)相鄰所述目標(biāo)點(diǎn)之間的軌跡線，n為正整數(shù)、且n≥4；F_N為磨頭作用于工件表面法向正壓力，當(dāng)F_驅(qū)與F_N同向時(shí)，F(xiàn)_驅(qū)＝F_N﹣m.g.sin B，當(dāng)F_驅(qū)與F_N反向時(shí)，F(xiàn)_驅(qū)＝∣m.g.sin B∣-F_N。

上述帶重力補(bǔ)償?shù)拇蚰シ椒ㄊ褂脮r(shí)，先根據(jù)需打磨工件的外表面規(guī)劃好打磨軌跡，并根據(jù)打磨軌跡預(yù)設(shè)多個(gè)目標(biāo)點(diǎn)及多段軌跡段，進(jìn)行離線編程，控制器控制操作頭按打磨軌跡移動(dòng)、并分別檢測得到每個(gè)目標(biāo)點(diǎn)對應(yīng)的目標(biāo)傾角；再根據(jù)每個(gè)所述目標(biāo)點(diǎn)的目標(biāo)傾角A，計(jì)算得到每段所述軌跡段的預(yù)設(shè)傾角B；同時(shí)獲取預(yù)設(shè)浮動(dòng)組件的質(zhì)量m、并結(jié)合每段所述軌跡段的預(yù)設(shè)傾角B及預(yù)設(shè)的打磨力F_N，計(jì)算得到每段所述軌跡段的驅(qū)動(dòng)力F_驅(qū)，進(jìn)行二次編程，進(jìn)而使在打磨過程中，每段所述軌跡段上可施加對應(yīng)的帶有重力補(bǔ)償?shù)尿?qū)動(dòng)力F_驅(qū)。該帶重力補(bǔ)償?shù)拇蚰シ椒ㄔ试S打磨工具與被打磨工件間有一定程度的錯(cuò)位，可避免打磨工具和被打磨工件之間發(fā)生剛性碰撞，同時(shí)進(jìn)行浮動(dòng)組件的重力補(bǔ)償，排除浮動(dòng)組件重力對打磨質(zhì)量的干擾，進(jìn)一步提高被打磨工件的打磨質(zhì)量穩(wěn)定性及成品率。

下面進(jìn)一步對技術(shù)方案進(jìn)行說明：

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述軌跡段的所述預(yù)設(shè)傾角B等于對應(yīng)的兩個(gè)相鄰所述目標(biāo)點(diǎn)的目標(biāo)傾角A之和的平均值。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)在其中一個(gè)所述軌跡段P_i-P_i+1進(jìn)行打磨時(shí)，對應(yīng)的兩個(gè)目標(biāo)點(diǎn)為P_i及P_i+1，目標(biāo)點(diǎn)P_i的目標(biāo)傾角為A_i、目標(biāo)點(diǎn)P_i+1的目標(biāo)傾角為A_i+1；

當(dāng)F_驅(qū)與F_N同向時(shí)，所述軌跡段P_i-P_i+1對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力F_驅(qū)＝F_N﹣m.g.sin B＝F_N﹣m.g.sin[(A_i+A_i+1)/2]；當(dāng)F_驅(qū)與F_N反向時(shí)，F(xiàn)_驅(qū)＝∣m.g.sin B∣－F _N＝∣m.g.sin[(A_i+A_i+1)/2]∣－F_N；其中，i為正整數(shù)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括根據(jù)需打磨工件的表面曲率變化規(guī)劃打磨軌跡。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)兩個(gè)相鄰所述目標(biāo)點(diǎn)之間的所述打磨工件的表面曲率變化越大，對應(yīng)的兩個(gè)相鄰所述目標(biāo)點(diǎn)之間的軌跡線的長度越小。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)力F_驅(qū)的大小改變通過調(diào)節(jié)比例方向控制閥的方向、電壓或電流大小獲得。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所有軌跡段所需驅(qū)動(dòng)力F_驅(qū)分別對應(yīng)一個(gè)所述比例換向閥的方向、電流I或電壓U。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，在沿打磨軌跡進(jìn)行打磨過程中，還包括驅(qū)動(dòng)力F_驅(qū)變化時(shí)，預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)力F_驅(qū)調(diào)節(jié)緩沖時(shí)間T。

本技術(shù)方案還提供了一種帶重力補(bǔ)償?shù)拇蚰C(jī)器人，其特征在于，包括浮動(dòng)連接機(jī)構(gòu)，還包括可移動(dòng)的操作頭、傾角傳感器、及控制器；

所述浮動(dòng)連接機(jī)構(gòu)包括第一連接組件，所述第一連接組件包括第一外接盤、與所述第一外接盤相對的第一內(nèi)接盤、及至少兩個(gè)間隔設(shè)置的導(dǎo)桿，所述第一外接盤的外側(cè)設(shè)有外接部，所有所述導(dǎo)桿的一端與所述第一外接盤固定、另一端與所述第一內(nèi)接盤固定；第二連接組件，所述第二連接組件可相對于所述第一外接盤滑動(dòng)，所述第二連接組件包括可移動(dòng)的第二內(nèi)接盤、與第二內(nèi)接盤相對的第二外接盤、及至少兩個(gè)間隔設(shè)置的連接桿，所述第二內(nèi)接盤設(shè)置于所述第一外接盤與所述第一內(nèi)接盤之間、且與所有所述導(dǎo)桿滑動(dòng)連接，所有所述連接桿的一端與所述第二內(nèi)接盤固定、另一端與所述第二外接盤固定，所述第二外接盤設(shè)有連接部；及第一伸縮裝置，所述第一伸縮裝置固設(shè)于所述第一外接盤上，且所述第一伸縮裝置設(shè)有可浮動(dòng)調(diào)節(jié)輸出壓力的伸縮桿，所述伸縮桿的一端與所述第二內(nèi)接盤固定連接；

所述操作頭與所述外接部固定連接，所述傾角傳感器安設(shè)于所述第一外接盤上，所述控制器能夠根據(jù)預(yù)設(shè)打磨軌跡控制操作頭進(jìn)行移動(dòng)，且所述控制器能夠獲取傾角傳感器檢測到的傾角數(shù)據(jù)及控制所述第一伸縮裝置的伸縮桿的輸 出壓力。

上述打磨機(jī)器人使用時(shí)，第二外接盤通過連接部與打磨工具進(jìn)行安裝固定；進(jìn)行打磨工作時(shí)，打磨工具的磨頭與被打磨工件柔性接觸，當(dāng)遇到較大的飛邊毛刺時(shí)，伸縮桿可在擠壓力增大情況下，伸縮桿根據(jù)預(yù)設(shè)的輸出壓力進(jìn)行收縮使磨頭與被打磨工件的接觸力適應(yīng)工件表面的變化；當(dāng)遇到較小的飛邊毛刺時(shí)，伸縮桿可在擠壓力減小情況下，伸縮桿根據(jù)預(yù)設(shè)的輸出壓力進(jìn)行伸長使磨頭與被打磨工件的接觸力適應(yīng)工件表面的變化，因而在打磨過程中磨頭的運(yùn)轉(zhuǎn)速度均勻，被打磨工件的打磨拋光質(zhì)量良好，且穩(wěn)定性高。該打磨機(jī)器人，允許打磨工具與被打磨工件間有一定程度的錯(cuò)位，可避免打磨工具和被打磨工件之間發(fā)生剛性碰撞，進(jìn)而可提高被打磨工件的打磨質(zhì)量穩(wěn)定性及成品率。

下面進(jìn)一步對技術(shù)方案進(jìn)行說明：

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第二外接盤設(shè)有向外凸出設(shè)置于所述第二外接盤的外側(cè)的安裝體及與所述安裝體相互配合形成所述連接部的安裝結(jié)構(gòu)，所述安裝體設(shè)有配合孔，所述安裝結(jié)構(gòu)包括可彈性復(fù)位、且貫穿所述配合孔的側(cè)壁的鎖緊件、及固設(shè)于所述第二外接盤外側(cè)的定位件。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括控制所述鎖緊件伸縮的第二伸縮裝置，所述第二伸縮裝置包括可在所述配合孔內(nèi)伸縮移動(dòng)的錐體，所述錐體的大端靠近所述第二內(nèi)接盤設(shè)置、且所述錐體的大端與所述鎖緊件的一端擠壓配合。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的帶重力補(bǔ)償?shù)拇蚰シ椒ǖ牧鞒虉D；

圖2為本發(fā)明所述的打磨機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明所述的浮動(dòng)連接機(jī)構(gòu)的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明所述的打磨機(jī)器人的控制系統(tǒng)示意圖；

圖5為本發(fā)明所述的打磨機(jī)器人的打磨工作示意圖；

圖6為本發(fā)明所述的浮動(dòng)連接機(jī)構(gòu)的正視示意圖；

圖7為圖6中A-A半剖示意圖；

圖8為本發(fā)明所述的第一連接組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明所述的第二連接組件及伸縮桿的裝配結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本發(fā)明所述的打磨工具的示意圖；

圖11為本發(fā)明所述的帶防塵膜的浮動(dòng)連接機(jī)構(gòu)的示意圖；

圖12為F_N、F_驅(qū)及浮動(dòng)組件之間的作用關(guān)系示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

100、第一連接組件，110、第一外接盤，120、第一內(nèi)接盤，122、配合通孔，124、錯(cuò)位通孔，130、導(dǎo)桿，200、第二連接組件，210、第二內(nèi)接盤，212、直線滾珠軸承，220、第二外接盤，224、安裝體，202、配合孔，204、連接部，230、連接桿，240、安裝結(jié)構(gòu)，242、鎖緊件，244、定位件，300、第一伸縮裝置，310、伸縮桿，400、第二伸縮裝置，410、錐體，500、連接件，510、連接孔，520、配合凹槽，530、定位孔，600、防塵帽，10、浮動(dòng)連接機(jī)構(gòu)，20、操作頭，30、傾角傳感器，40、控制器，50、動(dòng)力裝置，60、比例換向閥，70、打磨工具70，72、磨頭72，80、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，90、打磨工件90。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用以解釋本發(fā)明，并不限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“固設(shè)于”、“設(shè)置于”或“安設(shè)于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件；一個(gè)元件與另一個(gè)元件固定連接的具體方式可以通過現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，在此不再贅述，優(yōu)選采用螺紋連接的固定方式。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施方式的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

本發(fā)明中所述“第一”、“第二”不代表具體的數(shù)量及順序，僅僅是用于名 稱的區(qū)分。

如圖1所示，本發(fā)明所述的一種帶重力補(bǔ)償?shù)拇蚰シ椒?，包括如下步驟：

根據(jù)已規(guī)劃好的打磨軌跡，預(yù)設(shè)多個(gè)目標(biāo)點(diǎn)為P₁、P₂……P_n及多段軌跡段為P₁-P₂、P₂-P₃……P_n-1-P_n，獲取每個(gè)所述目標(biāo)點(diǎn)的目標(biāo)傾角A；

根據(jù)每個(gè)所述目標(biāo)點(diǎn)的目標(biāo)傾角A，計(jì)算得到每段所述軌跡段的預(yù)設(shè)傾角B；

獲取預(yù)設(shè)浮動(dòng)組件的質(zhì)量m、并結(jié)合每段所述軌跡段的預(yù)設(shè)傾角B及預(yù)設(shè)的打磨力F_N，計(jì)算得到每段所述軌跡段的驅(qū)動(dòng)力F_驅(qū)；

沿打磨軌跡進(jìn)行打磨，在打磨過程中，每段所述軌跡段上施加對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力F_驅(qū)；

其中，所述目標(biāo)傾角A為F_N與水平面的夾角，且-90°≤A≤90°，目標(biāo)傾角A位于水平面之上時(shí)為正，目標(biāo)傾角A和水平面重合為零，目標(biāo)傾角A位于水平面之下為負(fù)；所述軌跡段為兩個(gè)相鄰所述目標(biāo)點(diǎn)之間的軌跡線，n為正整數(shù)、且n≥4；F_N為磨頭作用于工件表面法向正壓力，當(dāng)F_驅(qū)與F_N同向時(shí)，F(xiàn)_驅(qū)＝F_N﹣m.g.sin B，當(dāng)F_驅(qū)與F_N反向時(shí)，F(xiàn)_驅(qū)＝∣m.g.sin B∣-F_N。

上述帶重力補(bǔ)償?shù)拇蚰シ椒ㄊ褂脮r(shí)，先根據(jù)需打磨工件的外表面規(guī)劃好打磨軌跡，并根據(jù)打磨軌跡預(yù)設(shè)多個(gè)目標(biāo)點(diǎn)及多段軌跡段，進(jìn)行離線編程，控制器控制操作頭按打磨軌跡移動(dòng)、并分別檢測得到每個(gè)目標(biāo)點(diǎn)對應(yīng)的目標(biāo)傾角；再根據(jù)每個(gè)所述目標(biāo)點(diǎn)的目標(biāo)傾角A，計(jì)算得到每段所述軌跡段的預(yù)設(shè)傾角B；同時(shí)獲取預(yù)設(shè)浮動(dòng)組件的質(zhì)量m、并結(jié)合每段所述軌跡段的預(yù)設(shè)傾角B及預(yù)設(shè)的打磨力F_N，計(jì)算得到每段所述軌跡段的驅(qū)動(dòng)力F_驅(qū)，進(jìn)行二次編程，進(jìn)而使在打磨過程中，每段所述軌跡段上可施加對應(yīng)的帶有重力補(bǔ)償?shù)尿?qū)動(dòng)力F_驅(qū)。該帶重力補(bǔ)償?shù)拇蚰シ椒ㄔ试S打磨工具與被打磨工件間有一定程度的錯(cuò)位，可避免打磨工具和被打磨工件之間發(fā)生剛性碰撞，同時(shí)進(jìn)行浮動(dòng)組件的重力補(bǔ)償，排除浮動(dòng)組件重力對打磨質(zhì)量的干擾，進(jìn)一步提高被打磨工件的打磨質(zhì)量穩(wěn)定性及成品率。

如圖5及圖12所示，需要說明的，在此過程中，由于打磨方向的改變，F(xiàn)_驅(qū)與浮動(dòng)組件的重力相互作用得到打磨力F_N，即在打磨力F_N一定時(shí)，F(xiàn)_驅(qū)與浮動(dòng)組 件的重力同為動(dòng)力、F_驅(qū)為動(dòng)力、浮動(dòng)組件的重力為阻力或F_驅(qū)為阻力、浮動(dòng)組件的重力為動(dòng)力，F(xiàn)_驅(qū)可以大于零也可以小于零(即F_驅(qū)與F_N同向或反向)。具體的：

(1)如圖12中的圖a所示，當(dāng)目標(biāo)傾角A位于水平面之下時(shí)，A＜0°，B＜0°；此時(shí)，F(xiàn)_驅(qū)為動(dòng)力、浮動(dòng)組件的重力為阻力，F(xiàn)_驅(qū)與F_N同向，F(xiàn)_N＝F_驅(qū)－∣m.g.sin B∣打磨力F_N大小范圍為[0，F(xiàn)_驅(qū)最大值－∣m.g.sin B∣]。

(2)如圖12中的圖b所示，當(dāng)目標(biāo)傾角A位于水平面時(shí)，A＝0°，B＝0°；F_驅(qū)為動(dòng)力、阻力為零，F(xiàn)_驅(qū)與F_N同向，打磨力F_N＝F_驅(qū)。

(3)如圖12中的圖c及圖d所示，當(dāng)目標(biāo)傾角A位于水平面之上時(shí)，A＞0°，B＞0°；此時(shí)，浮動(dòng)組件的重力為動(dòng)力；當(dāng)打磨力F_N＞∣m.g.sinB∣時(shí)，F(xiàn) _驅(qū)與F_N同向，F(xiàn)_N＝∣m.g.sinB∣+F_驅(qū)；當(dāng)打磨力F_N＜∣m.g.sinB∣時(shí)，F(xiàn)_驅(qū)與F_N反向，F(xiàn)_N＝∣m.g.sinB∣－F_驅(qū)。

進(jìn)一步的，所述軌跡段的所述預(yù)設(shè)傾角B等于對應(yīng)的兩個(gè)相鄰所述目標(biāo)點(diǎn)的目標(biāo)傾角A之和的平均值。軌跡段兩端的目標(biāo)點(diǎn)的曲率變化不大，因而在獲得較好補(bǔ)償效果的同時(shí)、簡化軌跡段的預(yù)設(shè)傾角的編程，既能提高編程效率，又能提降低浮動(dòng)組件重力變化對打磨質(zhì)量的影響。具體的，當(dāng)在其中一個(gè)所述軌跡段P_i-P_i+1進(jìn)行打磨時(shí)，對應(yīng)的兩個(gè)目標(biāo)點(diǎn)為P_i及P_i+1，目標(biāo)點(diǎn)P_i的目標(biāo)傾角為A_i、目標(biāo)點(diǎn)P_i+1的目標(biāo)傾角為A_i+1；當(dāng)F_驅(qū)與F_N同向時(shí)，所述軌跡段P_i-P_i+1對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力F_驅(qū)＝F_N﹣m.g.sin B＝F_N﹣m.g.sin[(A_i+A_i+1)/2]；當(dāng)F_驅(qū)與F_N反向時(shí)，F(xiàn)_驅(qū)＝∣m.g.sin B∣－F_N＝∣m.g.sin[(A_i+A_i+1)/2]∣－F_N；其中，i為正整數(shù)。

在上述實(shí)施例中，還包括根據(jù)需打磨工件的表面曲率變化規(guī)劃打磨軌跡，以獲得更加優(yōu)化的目標(biāo)點(diǎn)，提高打磨質(zhì)量。進(jìn)一步的，當(dāng)兩個(gè)相鄰所述目標(biāo)點(diǎn)之間的所述打磨工件的表面曲率變化越大，對應(yīng)的兩個(gè)相鄰所述目標(biāo)點(diǎn)之間的軌跡線的長度越小；同理當(dāng)兩個(gè)相鄰所述目標(biāo)點(diǎn)之間的所述打磨工件的表面曲率變化越小，對應(yīng)的兩個(gè)相鄰所述目標(biāo)點(diǎn)之間的軌跡線的長度越大。因而結(jié)合預(yù)設(shè)傾角的設(shè)定，兩目標(biāo)點(diǎn)的選取需考慮打磨工件表面曲率的變化對優(yōu)化數(shù)值的影響，合理預(yù)設(shè)目標(biāo)點(diǎn)，進(jìn)而可獲得更好的打磨質(zhì)量。

在上述實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)力F_驅(qū)的大小改變通過調(diào)節(jié)比例方向控制閥的電壓或電流大小獲得。因而只需設(shè)定伸縮桿的輸出壓力即可獲得相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力F_驅(qū)， 易于實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)力F_驅(qū)的調(diào)節(jié)。優(yōu)選的，所有軌跡段所需驅(qū)動(dòng)力F_驅(qū)分別對應(yīng)一個(gè)所述比例換向閥的電流I或電壓U，便于離線編程控制，避免在檢測過程中根據(jù)檢測數(shù)據(jù)再進(jìn)行補(bǔ)償，避免數(shù)據(jù)處理困難，增加設(shè)備成本；同時(shí)減少因設(shè)備延時(shí)造成的誤差。進(jìn)一步的，在沿打磨軌跡進(jìn)行打磨過程中，還包括驅(qū)動(dòng)力F_驅(qū)變化時(shí)，預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)力F_驅(qū)調(diào)節(jié)緩沖時(shí)間T。因而在每一段軌跡程序前要給予一定的力動(dòng)作時(shí)間，使得運(yùn)行到目標(biāo)點(diǎn)時(shí)的力值與預(yù)定值一致，避免驅(qū)動(dòng)力變化與打磨軌跡變化不一致。

如圖2至圖5所示，本發(fā)明還提供一種打磨機(jī)器人，包括浮動(dòng)連接機(jī)構(gòu)10，還包括可移動(dòng)的操作頭20、傾角傳感器30、及控制器40，；

浮動(dòng)連接機(jī)構(gòu)10，包括：第一連接組件100，第一連接組件100包括第一外接盤110、與第一外接盤110相對的第一內(nèi)接盤120、及至少兩個(gè)間隔設(shè)置的導(dǎo)桿130，第一外接盤110的外側(cè)設(shè)有外接部(未標(biāo)注)，所有導(dǎo)桿130的一端與第一外接盤110固定、另一端與第一內(nèi)接盤120固定；第二連接組件200，第二連接組件200可相對于第一外接盤110滑動(dòng)，第二連接組件200包括可移動(dòng)的第二內(nèi)接盤210、與第二內(nèi)接盤210相對的第二外接盤220、及至少兩個(gè)間隔設(shè)置的連接桿230，第二內(nèi)接盤210設(shè)置于第一外接盤110與第一內(nèi)接盤120之間、且與所有導(dǎo)桿130滑動(dòng)連接，所有連接桿230的一端與第二內(nèi)接盤210固定、另一端與第二外接盤220固定，第二外接盤220設(shè)有連接部204；及第一伸縮裝置300，第一伸縮裝置300固設(shè)于第一外接盤110上，且第一伸縮裝置300設(shè)有可浮動(dòng)調(diào)節(jié)輸出壓力的伸縮桿310，伸縮桿310的一端與第二內(nèi)接盤210固定連接；

操作頭20與外接部固定連接，傾角傳感器30安設(shè)于第一外接盤110上，控制器40能夠根據(jù)預(yù)設(shè)打磨軌跡控制操作頭20進(jìn)行移動(dòng)，且控制器40能夠獲取傾角傳感器30檢測到的傾角數(shù)據(jù)及控制第一伸縮裝置300的伸縮桿310的輸出壓力。

如圖2至圖5所示，上述打磨機(jī)器人使用時(shí)，第二外接盤220通過連接部204與打磨工具70進(jìn)行安裝固定；進(jìn)行打磨工作時(shí)，打磨工具70的磨頭72與被打磨工件90柔性接觸，當(dāng)遇到較大的飛邊毛刺時(shí)，伸縮桿310可在擠壓力增 大情況下，伸縮桿310根據(jù)預(yù)設(shè)的輸出壓力進(jìn)行收縮使磨頭72與被打磨工件90的接觸力適應(yīng)工件表面的變化；當(dāng)遇到較小的飛邊毛刺時(shí)，伸縮桿310可在擠壓力減小情況下，伸縮桿310根據(jù)預(yù)設(shè)的輸出壓力進(jìn)行伸長使磨頭72與被打磨工件90的接觸力適應(yīng)工件表面的變化，因而在打磨過程中磨頭72的運(yùn)轉(zhuǎn)速度均勻，被打磨工件90的打磨拋光質(zhì)量良好，且穩(wěn)定性高。該打磨機(jī)器人，允許打磨工具70與被打磨工件90間有一定程度的錯(cuò)位，可避免打磨工具70和被打磨工件90之間發(fā)生剛性碰撞，進(jìn)而可提高被打磨工件90的打磨質(zhì)量穩(wěn)定性及成品率。

如圖3至4所示，在本實(shí)施例中，還包括為第一伸縮裝置300提供動(dòng)力的的動(dòng)力裝置50及分別連通動(dòng)力裝置50及第一伸縮裝置300的比例換向閥60，控制器40通過比例換向閥60控制伸縮桿310的輸出壓力。

具體的，根據(jù)需打磨工件90的外表面形狀，離線編程規(guī)劃的打磨軌跡、設(shè)置多個(gè)目標(biāo)點(diǎn)及多段軌跡段，先通過控制器40控制操作頭20帶動(dòng)傾角傳感器30檢測每個(gè)目標(biāo)點(diǎn)的的目標(biāo)傾角A；再根據(jù)每個(gè)目標(biāo)點(diǎn)的目標(biāo)傾角A，計(jì)算得到每段軌跡段的預(yù)設(shè)傾角B；通過質(zhì)量檢測儀檢測獲取第二組件、打磨工具70及伸縮桿310構(gòu)成的浮動(dòng)組件的質(zhì)量m、并結(jié)合每段軌跡段的預(yù)設(shè)傾角B及預(yù)設(shè)的打磨力F_N，計(jì)算得到每段軌跡段的驅(qū)動(dòng)力F_驅(qū)；將驅(qū)動(dòng)力F_驅(qū)轉(zhuǎn)換成比例換向閥60的電流輸出大小或電壓輸出大小，進(jìn)而分別控制對應(yīng)軌跡段的伸縮桿310的輸出壓力，控制器40執(zhí)行程序，帶動(dòng)打磨工具70沿打磨軌跡進(jìn)行打磨，在打磨過程中，每段軌跡段上施加對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力F_驅(qū)，直至完成打磨拋光工序。在此過程中，由于打磨方向的改變，F(xiàn)_驅(qū)與浮動(dòng)組件的重力相互作用得到打磨力F_N，即在打磨力F_N一定時(shí)，F(xiàn)_驅(qū)與浮動(dòng)組件的重力同為動(dòng)力、F_驅(qū)為動(dòng)力、浮動(dòng)組件的重力為阻力或F_驅(qū)為阻力、浮動(dòng)組件的重力為動(dòng)力，F(xiàn)_驅(qū)可以大于零也可以小于零(即F_驅(qū)與F_N同向或反向)。

如圖4、圖5及圖12所示，進(jìn)一步，結(jié)合上述帶重力補(bǔ)償?shù)拇蚰シ椒ǎ?/p>

(1)如圖12中的圖a所示，當(dāng)目標(biāo)傾角A位于水平面之下時(shí)，A＜0°，B＜0°；此時(shí)，F(xiàn)_驅(qū)為動(dòng)力、浮動(dòng)組件的重力為阻力，F(xiàn)_驅(qū)與F_N同向，F(xiàn)_N＝F_驅(qū)－∣m.g.sin B∣打磨力F_N大小范圍為[0，F(xiàn)_驅(qū)最大值－∣m.g.sin B∣]，比例 換向閥位于L工位。

(2)如圖12中的圖b所示，當(dāng)目標(biāo)傾角A位于水平面時(shí)，A＝0°，B＝0°；F_驅(qū)為動(dòng)力、阻力為零，F(xiàn)_驅(qū)與F_N同向，打磨力F_N＝F_驅(qū)，，比例換向閥位于L工位。

(3)如圖12中的圖c及圖d所示，當(dāng)目標(biāo)傾角A位于水平面之上時(shí)，A＞0°，B＞0°；此時(shí)，浮動(dòng)組件的重力為動(dòng)力；當(dāng)打磨力F_N＞∣m.g.sinB∣時(shí)，F(xiàn)_驅(qū)與F_N同向，F(xiàn)_N＝∣m.g.sinB∣+F_驅(qū)；當(dāng)打磨力F_N＜∣m.g.sinB∣時(shí)，F(xiàn)_驅(qū)與F_N反向，F(xiàn)_N＝∣m.g.sinB∣－F_驅(qū)，比例換向閥位于R工位。

如圖3、圖6及圖7所示，本發(fā)明所述的一種浮動(dòng)連接機(jī)構(gòu)10，包括：第一連接組件100，第一連接組件100包括第一外接盤110、與第一外接盤110相對的第一內(nèi)接盤120、及至少兩個(gè)間隔設(shè)置的導(dǎo)桿130，第一外接盤110的外側(cè)設(shè)有外接部，所有導(dǎo)桿130的一端與第一外接盤110固定、另一端與第一內(nèi)接盤120固定；第二連接組件200，第二連接組件200可相對于第一外接盤110滑動(dòng)，第二連接組件200包括可移動(dòng)的第二內(nèi)接盤210、與第二內(nèi)接盤210相對的第二外接盤220、及至少兩個(gè)間隔設(shè)置的連接桿230，第二內(nèi)接盤210設(shè)置于第一外接盤110與第一內(nèi)接盤120之間、且與所有導(dǎo)桿130滑動(dòng)連接，所有連接桿230的一端與第二內(nèi)接盤210固定、另一端與第二外接盤220固定，第二外接盤220設(shè)有連接部204；及第一伸縮裝置300，第一伸縮裝置300固設(shè)于第一外接盤110上，且第一伸縮裝置300設(shè)有可浮動(dòng)調(diào)節(jié)輸出壓力的伸縮桿310，伸縮桿310的一端與第二內(nèi)接盤210固定連接。

如圖2、圖3、圖5、圖6及圖7所示，所示，上述浮動(dòng)連接機(jī)構(gòu)10使用時(shí)，第一外接盤110通過外接部與機(jī)器人的操作頭20固定連接，第二外接盤220通過連接部204與打磨工具70進(jìn)行安裝固定；利用機(jī)器人連接打磨工具70進(jìn)行打磨工作時(shí)，打磨工具70的磨頭72與被打磨工件90柔性接觸，當(dāng)遇到較大的飛邊毛刺時(shí)，伸縮桿310可在擠壓力增大情況下，伸縮桿310根據(jù)預(yù)設(shè)的輸出壓力進(jìn)行收縮使磨頭72與被打磨工件90的接觸力適應(yīng)工件表面的變化；當(dāng)遇到較小的飛邊毛刺時(shí)，伸縮桿310可在擠壓力減小情況下，伸縮桿310根據(jù)預(yù)設(shè)的輸出壓力進(jìn)行伸長使磨頭72與被打磨工件90的接觸力適應(yīng)工件表面的變 化，因而在打磨過程中磨頭72的運(yùn)轉(zhuǎn)速度均勻，被打磨工件90的打磨拋光質(zhì)量良好，且穩(wěn)定性高。該浮動(dòng)連接機(jī)構(gòu)10，允許打磨工具70與被打磨工件90間有一定程度的錯(cuò)位，可避免打磨工具70和被打磨工件90之間發(fā)生剛性碰撞，同時(shí)，磨頭作用在表面上的法向拋光力可以跟隨曲面曲率變化精確控制，進(jìn)而可提高被打磨工件90的打磨質(zhì)量穩(wěn)定性及成品率。

如圖6及圖7所示，在本實(shí)施例中，第一內(nèi)接盤120設(shè)有與連接桿230滑動(dòng)配合的配合通孔122。因而可通過第一內(nèi)接盤120與連接桿230的滑動(dòng)配合，進(jìn)一步提高第二外接盤220在往復(fù)移動(dòng)過程中的平穩(wěn)性，使磨頭72在打磨過程中更加平穩(wěn)。進(jìn)一步的，導(dǎo)桿130為三個(gè)，三個(gè)導(dǎo)桿130均勻間隔設(shè)置于第一外接盤110與第一內(nèi)接盤120之間。因而采用三個(gè)導(dǎo)桿130傳動(dòng)方式，使第二連接組件200移動(dòng)時(shí)剛度大，整體穩(wěn)定性強(qiáng)，避免機(jī)器人末端運(yùn)動(dòng)時(shí)顫抖，進(jìn)一步可提高被打磨工件90的打磨拋光質(zhì)量。再進(jìn)一步的，第二內(nèi)接盤210通過直線滾珠軸承212與導(dǎo)桿130滑動(dòng)配合，進(jìn)一步使第二內(nèi)接盤210的移動(dòng)更加平穩(wěn)，力傳動(dòng)更加精確。

在上述實(shí)施例中，第一伸縮裝置300為液壓缸，伸縮桿310為液壓伸縮桿310；或第一伸縮裝置300為氣壓缸，伸縮桿310為氣壓伸縮桿310；優(yōu)選采用氣壓缸，進(jìn)而采用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)，整個(gè)過程更加平穩(wěn)。

如圖3、圖6、圖7所示，在上述實(shí)施例中，連接桿230與導(dǎo)桿130相錯(cuò)開。因而可以使第一連接組件100與第二連接組件200的連接配合更加緊湊，便于套設(shè)防塵套600。

如圖3及圖6至圖11所示，在上述實(shí)施例中，第二外接盤220設(shè)有向外凸出設(shè)置于第二外接盤220的外側(cè)的安裝體224及與安裝體224相互配合形成連接部204的安裝結(jié)構(gòu)240，安裝體224設(shè)有配合孔202，安裝結(jié)構(gòu)240包括可彈性復(fù)位、且貫穿配合孔202的側(cè)壁的鎖緊件242、及固設(shè)于第二外接盤220外側(cè)的定位件244。因而可通過定位件244進(jìn)行定位，再利用鎖緊件242進(jìn)行鎖緊，實(shí)現(xiàn)第二外接盤220與打磨工具70的快速拆裝，提高打磨工具70的安裝效率。具體的，還包括連接件500，連接件500設(shè)有與安裝體224套接配合的連接孔510、與鎖緊件242緊固配合的配合凹槽520、及與定位件244相配合的定位孔530，配合凹槽520設(shè)置于連接孔510的內(nèi)側(cè)壁上，第二外接盤220通過連接件500與打磨工具70固定連接。因而，安裝時(shí)，連接件500的定位孔530與第二外接盤220的定位件244定位配合、連接孔510與安裝體224配合，此時(shí)調(diào)整鎖緊件242的伸縮長度，使鎖緊件242與配合凹槽520形成鎖緊配合，進(jìn)而將連接件500與第二外接盤220安裝固定；當(dāng)需要拆卸時(shí)，只需調(diào)整鎖緊件242的輸出壓力，使鎖緊件242退出配合凹槽520，即可實(shí)現(xiàn)連接件500與第二外接盤220的分離。進(jìn)一步的，還包括控制鎖緊件242伸縮的第二伸縮裝置400，第二伸縮裝置400包括可在配合孔202內(nèi)伸縮移動(dòng)的錐體410，錐體410的大端靠近第二內(nèi)接盤210設(shè)置、且錐體410的大端與鎖緊件242的一端擠壓配合。因而可通過第二伸縮裝置400調(diào)節(jié)錐體410的位置即可實(shí)現(xiàn)鎖緊件242的伸縮；當(dāng)錐體410的大端與鎖緊件242的一端錯(cuò)開時(shí)，鎖緊件242的一端自動(dòng)復(fù)位伸出設(shè)置在配合孔202的內(nèi)側(cè)壁上；當(dāng)錐體410的大端與與鎖緊件242的一端相擠壓時(shí)，鎖緊件242的一端收縮、另一端凸出設(shè)置在配合孔202的外側(cè)壁上，進(jìn)而可與連接件500的配合凹槽520壁形成鎖緊配合。再進(jìn)一步的，第一內(nèi)接盤120內(nèi)設(shè)有錯(cuò)位通孔124、呈中空環(huán)狀，便于安裝第四伸縮裝置400，減少第四伸縮裝置400對第二連接組件的運(yùn)動(dòng)干涉。

需要說明的是，第二伸縮裝置400為液壓缸或氣壓缸，；優(yōu)選的第一伸縮裝置300及第二伸縮裝置400均采用雙作用單桿氣壓缸，可以共用動(dòng)力裝置50(該動(dòng)力裝置為氣源裝置，氣源裝置包括包括手動(dòng)排水過濾器、手動(dòng)調(diào)節(jié)式溢流調(diào)壓閥、壓力表和油霧器)，采用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)，整個(gè)過程更加平穩(wěn)，其具體實(shí)施方式在現(xiàn)有技術(shù)中可以實(shí)現(xiàn)，在此不在累贅。

本發(fā)明的有益效果：

1、離線編程實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的位姿位姿控制，而力控裝置頭采用氣壓比例伺服控制，單獨(dú)實(shí)現(xiàn)力的控制，避免繁瑣的力-位耦合控制。同時(shí)，該獨(dú)立的施力機(jī)構(gòu)(浮動(dòng)連接機(jī)構(gòu)10)可以確保輸出力快速的響應(yīng)；

2、浮動(dòng)連接機(jī)構(gòu)10使得機(jī)器人打磨工件90時(shí)工具和工件之間提高柔性接觸，允許拋光工具與工件間有一定程度的錯(cuò)位，避免打磨工具70和工件之間的剛性碰撞，使得打磨工具70在工件表面良好運(yùn)轉(zhuǎn)，提高打磨質(zhì)量的穩(wěn)定性、提 升打磨工具70的使用效率和壽命，提高打磨工件90的成品率。

3、可避免氣動(dòng)磨拋工具因?yàn)槟伇P和工件接觸壓力大時(shí)動(dòng)力不足而出現(xiàn)轉(zhuǎn)速明顯降低現(xiàn)象，打磨工具70的磨頭72的運(yùn)轉(zhuǎn)速度比較穩(wěn)定。

4、采用三導(dǎo)桿130布置，剛度大，整體穩(wěn)定性強(qiáng)，避免機(jī)器人末端運(yùn)動(dòng)時(shí)顫抖。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。