本實(shí)用新型涉及一種自動控制領(lǐng)域，特別是涉及一種打磨機(jī)器人及機(jī)器人打磨的控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前國內(nèi)大部分廠家的鑄件、塑料件、鋼制品等材質(zhì)工件去毛刺加工作業(yè)大多采用手工，或者使用手持氣動、電動工具經(jīng)打磨、研磨、銼等方式進(jìn)行去毛刺加工，容易導(dǎo)致產(chǎn)品不良率上升，效率低下，加工后的產(chǎn)品表面粗糙不均勻等問題?，F(xiàn)在也有一部分廠家開始使用機(jī)器人安裝電動或氣動工具進(jìn)行自動化打磨，與手持打磨比較，機(jī)器人去毛刺能有效提高生產(chǎn)效率，降低成本，提高產(chǎn)品良率，但是由于機(jī)械臂剛性，定位誤差等其他因素，采用機(jī)器人夾持電動、氣動工具去毛刺針對不規(guī)則毛刺處理時(shí)容易出現(xiàn)斷刀或者對工件造成損壞等情況發(fā)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中利用機(jī)器人安裝電動或氣動工具進(jìn)行自動化打磨，由于機(jī)械臂剛性、定位誤差等因素，容易出現(xiàn)斷刀或?qū)Ρ淮蚰サ墓ぜ斐蓳p壞的缺陷，提供一種打磨機(jī)器人及機(jī)器人打磨的控制系統(tǒng)。

本實(shí)用新型是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的：

本實(shí)用新型提供了一種打磨機(jī)器人，其特點(diǎn)在于，包括靜止平臺、運(yùn)動平臺以及若干可伸縮的機(jī)械臂，所述機(jī)械臂的一端連接于所述靜止平臺、另一端連接于所述運(yùn)動平臺，所述運(yùn)動平臺上設(shè)有打磨頭；

每個機(jī)械臂中均設(shè)有直線電機(jī)，所述直線電機(jī)用于帶動所述機(jī)械臂進(jìn)行伸縮運(yùn)動；所述機(jī)械臂用于通過伸縮運(yùn)動帶動所述打磨頭進(jìn)行六自由度的運(yùn)動。

較佳地，所述機(jī)械臂的一端通過球關(guān)節(jié)或萬向節(jié)連接于所述靜止平臺、另一端通過球關(guān)節(jié)或萬向節(jié)連接于所述運(yùn)動平臺。

較佳地，所述直線電機(jī)上設(shè)有霍爾傳感器，用于實(shí)時(shí)檢測所述直線電機(jī)的位置。

本實(shí)用新型的目的在于還提供了一種機(jī)器人打磨的控制系統(tǒng)，其特點(diǎn)在于，包括控制器以及上述的打磨機(jī)器人；

所述控制器用于向所述機(jī)械臂發(fā)送控制指令，以控制所述機(jī)械臂的伸縮運(yùn)動。

本實(shí)用新型的積極進(jìn)步效果在于：本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)打磨機(jī)器人的打磨頭進(jìn)行六自由度的運(yùn)動，從而利用打磨頭進(jìn)行浮動打磨就能很好地避免打磨時(shí)對工件的不規(guī)則表面的處理容易出現(xiàn)斷刀或損壞工件的情況，有效地延長了打磨頭的使用壽命，同時(shí)提升了打磨效率。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的實(shí)施例1的打磨機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例的方式進(jìn)一步說明本實(shí)用新型，但并不因此將本實(shí)用新型限制在所述的實(shí)施例范圍之中。

實(shí)施例1

如圖1所示，本實(shí)施例的打磨機(jī)器人包括靜止平臺1、運(yùn)動平臺2以及6個可伸縮的機(jī)械臂3，每個機(jī)械臂3的一端均通過萬向節(jié)4連接于所述靜止平臺1、另一端均通過萬向節(jié)4連接于所述運(yùn)動平臺2，在所述運(yùn)動平臺2上設(shè)有打磨頭5。

其中，每個機(jī)械臂3中均設(shè)有直線電機(jī)6，所述直線電機(jī)6用于帶動所述機(jī)械臂3進(jìn)行伸縮運(yùn)動，而所述6個機(jī)械臂3通過伸縮運(yùn)動可以帶動所述打磨頭5進(jìn)行六自由度的運(yùn)動，其中六自由度的運(yùn)動包括沿空間直角坐標(biāo)系中的X軸、Y軸、Z軸三個空間直角坐標(biāo)軸方向的移動和繞X軸、Y軸、Z軸的轉(zhuǎn)動。

這樣，利用所述打磨頭5進(jìn)行六自由度的運(yùn)動，就可以對工件進(jìn)行浮動打磨，從而避免了打磨時(shí)對工件的不規(guī)則表面的處理容易出現(xiàn)斷刀或損壞工件的情況，有效地延長了打磨頭的使用壽命，同時(shí)提升了打磨效率。

在本實(shí)施例中，所述直線電機(jī)6上可設(shè)置霍爾傳感器，利用霍爾傳感器可以實(shí)時(shí)檢測所述直線電機(jī)6的位置。具體地，所述霍爾傳感器與所述直線電機(jī)6的動子同步移動，由于直線電機(jī)內(nèi)部具有等距排列的永磁體，從而很容易得到位移量，進(jìn)而就可以確定直線電機(jī)的位置。

在本實(shí)施例的具體實(shí)現(xiàn)過程中，所述機(jī)械臂還可以通過球關(guān)節(jié)連接于所述靜止平臺和所述運(yùn)動平臺。其中，優(yōu)選地，所述6個機(jī)械臂不均勻地分布于所述靜止平臺上。

實(shí)施例2

本實(shí)施例提供了一種機(jī)器人打磨的控制系統(tǒng)，其包括控制器以及實(shí)施例1的打磨機(jī)器人，所述控制器用于向所述機(jī)械臂發(fā)送控制指令，以控制所述機(jī)械臂的伸縮運(yùn)動。

在本實(shí)施例中，所述控制器會實(shí)時(shí)獲取所述直線電機(jī)的電流，并根據(jù)電流獲取所述機(jī)械臂的作用力的大小，并根據(jù)所述機(jī)械臂的方向獲取所述機(jī)械臂的作用力的方向；

所述控制器還根據(jù)所述機(jī)械臂的作用力的大小和方向計(jì)算所述打磨頭的作用力的大小和方向；

具體地，在獲取到直線電機(jī)的電流后，乘上一個系數(shù)，就能得到機(jī)械臂的作用力的大小，而根據(jù)所述機(jī)械臂的方向就能夠得到所述機(jī)械臂的作用力的方向，把所有機(jī)械臂的作用力向量相加，就可以得到所述打磨頭的作用力的大小和方向了。

所述霍爾傳感器還用于將檢測到的所述直線電機(jī)的位置發(fā)送至所述控制器，所述控制器還用于根據(jù)所述直線電機(jī)的位置計(jì)算所述打磨頭的位置；

所述控制器還用于根據(jù)所述打磨頭的位置、作用力和作用力的方向生成控制指令。

具體地，根據(jù)當(dāng)前作用力的大小和當(dāng)前位置來調(diào)整機(jī)械臂的姿態(tài)和行程進(jìn)而調(diào)整打磨頭的姿態(tài)和行程包括：

根據(jù)各個直線電機(jī)的電流，可以實(shí)時(shí)計(jì)算出打磨頭處的作用力F₁(即每個機(jī)械臂的力的向量和)，用F₁與預(yù)設(shè)的作用力F進(jìn)行比較，得到差值ΔF，然后利用PID(比例-積分-微分)控制算法，得出打磨頭需要做的位移量ΔZ。然后利用ΔZ計(jì)算出運(yùn)動平臺的姿態(tài)將要做的變化ΔC，讀取當(dāng)前的控制器生成的PVT(位置-速度-時(shí)間)的值，利用雅可比矩陣，就可以得出需要讓每個機(jī)械臂做出的伸縮量(即是直線電機(jī)的伸縮量)。

雖然以上描述了本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本實(shí)用新型的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對這些實(shí)施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。