本實用新型涉及機器人自動化加工領域，尤其涉及一種機器人柔性打磨系統(tǒng)。

背景技術：

隨著《中國制造2025》的逐步推進，機器人自動化系統(tǒng)廣泛應用于焊接、噴涂、搬運、打磨等工藝中。打磨工藝作為零件成型的最重要一道工序，目前一般采用人工打磨的方式，這種方式導致打磨產(chǎn)品的質(zhì)量和精度一致性較差，打磨作業(yè)效率較低，且打磨現(xiàn)場產(chǎn)生的粉塵會影響到人的身心健康。另外，大批量產(chǎn)品和各種形狀尺寸不一的產(chǎn)品的打磨作業(yè)，對人工打磨的熟練程度、以及打磨成本效率提出了更苛刻的要求。

因此，發(fā)明一種可以完成大批量產(chǎn)品、各種形狀產(chǎn)品或者對人健康有害的打磨作業(yè)，并能改善工人的工作環(huán)境和提高產(chǎn)品的一致性，降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本的打磨系統(tǒng)是非常有意義的。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種自動化程度高、柔性強和產(chǎn)品打磨質(zhì)量一致性高的機器人柔性打磨系統(tǒng)。

本實用新型解決上述技術問題的技術方案如下：一種機器人柔性打磨系統(tǒng)，包括控制柜、機器人、基座、計算機、力傳感器、工件夾持固定裝置和打磨機；控制柜設置在基座內(nèi)，并與機器人電連接，計算機設置在基座的上表面，并與控制柜電連接；機器人固定連接在基座上，其末端設有力傳感器和工件夾持固定裝置，力傳感器與計算機電連接，力傳感器的一端與機器人的末端相連接，另一端與工件夾持固定裝置的一端相連接，工件夾持固定裝置的另一端連接打磨工件；打磨機設置在工作臺上，打磨機上設有打磨砂帶，打磨工件與打磨砂帶相接觸，實現(xiàn)打磨。

進一步：力傳感器為六維力傳感器。

進一步：機器人為多自由度工業(yè)機器人。

進一步：機器人為六自由度工業(yè)機器人。

進一步：機器人的末端還設有法蘭盤，法蘭盤與力傳感器之間還設有力傳感器工裝夾具，法蘭盤的一端與機器人的末端固定連接，另一端與力傳感器工裝夾具的一端相連接，力傳感器工裝夾具的另一端與力傳感器的一端相連接。

進一步：計算機與控制柜通過以太網(wǎng)接口相連接。

進一步：力傳感器為圓柱形，力傳感器的上端與力傳感器工裝夾具的下端相連接，工件夾持固定裝置的上端與力傳感器下端的中心位置相連接。

基于上述技術方案，本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型的一種機器人柔性打磨系統(tǒng)，通過力傳感器可以智能拖動六自由度工業(yè)機器人，顯著提高作業(yè)效率，節(jié)省大量的時間和成本；

2、本實用新型的一種機器人柔性打磨系統(tǒng)，示教階段，獲取打磨時的打磨力、打磨位置及打磨速度，通過機器學習算法獲取最佳的打磨力控制策略；

3、本實用新型的一種機器人柔性打磨系統(tǒng)，在線階段，通過機器人正向運動學與末端力傳感器，識別當前的打磨狀態(tài)，根據(jù)示教階段學習到的控制策略來調(diào)整機器人的末端位置和速度；

4、本實用新型的一種機器人柔性打磨系統(tǒng)，力傳感器能保證打磨過程中打磨工件與打磨砂帶之間的打磨力始終保持恒定，實現(xiàn)打磨工件質(zhì)量的一致性和穩(wěn)定性，適用于復雜曲面的打磨。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為本實用新型的力傳感器與打磨工件的連接示意圖。

附圖中，各標號所代表的部件列表如下：

1、控制柜，2、基座，3、計算機，4、機器人，5、力傳感器工裝夾具，6、力傳感器，7、工件夾持固定裝置，8、打磨工件，9、打磨機，10、工作臺，11、打磨砂帶。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。

如圖1和圖2所示，一種機器人柔性打磨系統(tǒng)，包括控制柜1、機器人4、基座2、計算機3、力傳感器6、工件夾持固定裝置7和打磨機9；控制柜1設置在基座2內(nèi)，并與機器人4電連接，計算機3設置在基座2的上表面，并與控制柜1電連接；機器人4固定連接在基座2上，其末端設有力傳感器6和工件夾持固定裝置7，力傳感器6與計算機3電連接，力傳感器6的一端與機器人4的末端相連接，另一端與工件夾持固定裝置7的一端相連接，工件夾持固定裝置7的另一端連接打磨工件8；打磨機9設置在工作臺10上，能實現(xiàn)打磨速度的在線調(diào)整，打磨機9上設有打磨砂帶11，并能驅(qū)動打磨砂帶11移動，打磨工件8與打磨砂帶11相接觸，實現(xiàn)打磨。

本實用新型的一種機器人柔性打磨系統(tǒng)，通過力傳感器6可以智能拖動六自由度工業(yè)機器人，顯著提高作業(yè)效率，節(jié)省大量的時間和成本；示教階段，獲取打磨時的打磨力、打磨位置及打磨速度，通過機器學習算法獲取最佳的打磨力控制策略；在線階段，通過機器人正向運動學與末端力傳感器，識別當前的打磨狀態(tài)，根據(jù)示教階段學習到的控制策略來調(diào)整機器人4的末端位置和速度。

進一步：力傳感器6為六維力傳感器，能比較精確地檢測到打磨力的大小和方向，精度較高。

機器人4為多自由度工業(yè)機器人，用于夾持待打磨工件8，并與打磨機9配合完成打磨任務，能夠通過力傳感器6進行智能拖動示教。

機器人4為六自由度工業(yè)機器人，能在柔性打磨機器人4時實現(xiàn)更豐富靈活的動作，能夠完成復雜曲面的打磨作業(yè)。

計算機3能夠?qū)⒛繕诉\動位姿發(fā)送給的控制柜1，控制六自由度工業(yè)機器人4實現(xiàn)關節(jié)空間與笛卡爾空間的打磨運動，并能實時顯示機器人4打磨的當前狀態(tài)和運動軌跡。

機器人4的末端還設有法蘭盤，法蘭盤與力傳感器6之間還設有力傳感器工裝夾具5，法蘭盤的一端與機器人4的末端固定連接，另一端與力傳感器工裝夾具5的一端相連接，力傳感器工裝夾具5的另一端與力傳感器6的一端相連接。

計算機3與控制柜1通過以太網(wǎng)接口相連接。

力傳感器6為圓柱形，力傳感器6的上端與力傳感器工裝夾具5的下端相連接，工件夾持固定裝置7的上端與力傳感器6下端的中心位置相連接。

力傳感器6的電纜線通過扎線帶固定在機器人4的手臂上，然后通過USB接口連接在計算機3上。

力傳感器6能實時采集打磨工件8與打磨砂帶11之間的打磨力的大小和方向，然后在線調(diào)整機器人4末端的伸縮，使打磨力保持恒定，實現(xiàn)恒力打磨，實現(xiàn)打磨工件8質(zhì)量的一致性和穩(wěn)定性，提高打磨質(zhì)量，能夠完成復雜曲面的打磨作業(yè)。

計算機3可以用于進行機器人運動學與動力學的離線編程(包括軌跡規(guī)劃及運動補償)，生成打磨路徑，同時實現(xiàn)與控制柜1的通訊，機器人4根據(jù)路徑點法向量調(diào)整姿態(tài)，使打磨壓力的方向始終保持在待打磨工件8表面的法向上，實現(xiàn)打磨質(zhì)量的一致性。

本使用新型的一種機器人柔性打磨系統(tǒng)，在機器人4進行打磨時，可以根據(jù)打磨工件8的特征，在線調(diào)整機器人4打磨姿態(tài)，實現(xiàn)恒力打磨。該系統(tǒng)運行平穩(wěn)可靠，可實現(xiàn)打磨質(zhì)量和精度的一致性，并且具有自動化程度高、柔性強、易于協(xié)作、成本低等優(yōu)點。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。