[发明专利]一种用于机器人末端的恒力装置及其控制方法

说明书

本发明涉及一种用于机器人末端的恒力装置及其控制方法，包括动力气缸、导向机构、中央控制组件、固定安装盖和放置安装盖；所述固定安装盖上设置有固定通孔，所述固定安装盖的下端设置有所述导向机构、中央控制组件和动力气缸，所述导向机构和动力气缸的一端分别通过所述固定通孔与所述固定安装盖相连；所述导向机包括导向套筒和导向轴，所述导向轴套接于所述导向套筒内；所述中央控制组件电连接所述动力气缸；本发明的恒力装置通过结合模拟量定位气缸传感器、加速度传感器和电控比例调压阀，通过内部算法，使得恒力装置带动工具与接触面保持恒定的压力提高了恒力装置的动态响应性能和稳定性，使其具有较高的精度，实用性较强。

技术领域

本发明涉及抛光打磨行业自动化的技术领域，具体涉及一种用于机器人末端的恒力装置及其控制方法。

背景技术

在工业机器人加工应用场合当中，例如抛光打磨过程，往往要求机器人在加工过程中对加工工件保持恒定的作用力使最终的工件加工效果满足需求。针对国内抛光打磨行业自动化领域，在抛光或者打磨工件的时候，恒力装置通过连接机器人末端对加工件发生相应的位移，恒力装置在伸缩运动过程中，装置中内部运动原件在运动的过程中存在摩擦力，摩擦力指的是恒力装置运动方向上面的力，摩擦力在整个工作过程中是不可忽视，而且机器人末端工具手法兰与工件加工接触面的压力难以控制在一个恒定的值，致使抛光或者打磨之后的产品表面不够平整、光滑。

国内抛光打磨行业现有的恒力输出装置通常采用变频器、驱动器，伺服电机和PLC控制系统来保持恒定输出力，但是这类装置(在考虑摩擦力的情况下)的响应速度不快，稳定性不高和精度不够准确，而且可应用的范围受到限制，造成通用性不强。有些企业采用直线音圈电机和传感器装置来保持恒定输出力，但是在抛光打磨作业时所受扭矩比较大，现有的装置机构是难以承受如此大的扭矩。

发明内容

本发明的目的在于为了克服现有的机器人末端装置难以实时输出恒力、响应速度不够快、精度低、稳定性差、通用性不强、无法承受较大扭矩等缺点，进而提出一种通过调节气压阀门控制末端工具与接触面保持恒定接触力的恒力装置及其控制方法。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于机器人末端的恒力装置，包括动力气缸、导向机构、中央控制组件、固定安装盖和放置安装盖；

所述固定安装盖上设置有固定通孔，所述固定安装盖的下端设置有所述导向机构、中央控制组件和动力气缸，所述导向机构和动力气缸的一端分别通过所述固定通孔与所述固定安装盖相连；

所述导向机包括导向套筒和导向轴，所述导向轴套接于所述导向套筒内；所述中央控制组件电连接所述动力气缸；

所述放置安装盖上设置有安装通孔和夹套凹槽，所述导向机构的另一端通过所述夹套凹槽与所述放置安装盖相连，所述动力气缸的另一端通过所述安装通孔与所述放置安装盖相连。

更进一步地，所述中央控制组件包括加速度传感器、模拟量定位气缸传感器、电控比例调压阀、二位五通电磁阀、气路接头和电磁阀底座，所述电控比例调压阀、二位五通电磁阀和气路接头分别设置于所述电磁阀底座上，所述加速度传感器、模拟量定位气缸传感器和所述电磁阀底座均设置于所述固定安装盖的下端。

更进一步地，还设置有浮动接头，所述浮动接头设置于所述动力气缸的活塞杆的一端，所述浮动接头通过所述安装通孔与所述放置安装盖相连。

更进一步地，所述导向机构还设置有花键母、花键挡块、胀套和胀紧夹套，所述花键母套接所述导向轴，所述导向套筒套接所述花键母，所述导向轴的一端设置有所述花键挡块，所述导向轴的另一端套接于所述胀紧夹套，所述胀紧夹套的外壁设置有胀套。

更进一步地，所述中央控制组件还设置有底座安装块，所述电磁阀底座与底座安装块相连，所述底座安装块和模拟量定位气缸传感器分别通过所述固定通孔与所述固定安装盖相连，所述加速度传感器设置于所述电控比例调压阀的一侧。