Робот с сочлененной рукой и способ обработки резанием заготовки посредством робота с сочлененной рукой - RU2019130038A

Код документа: RU2019130038A

Формула

1. Робот (1) с сочлененной рукой, включающий в себя:

- основание (2),

- прием (7) для рабочей головки,

- несколько рычажных плеч (3), которые расположены между основанием (2) и приемом (7) для рабочей головки, причем эти рычажные плечи (3) соединены друг с другом посредством вращающихся шарниров (4), и при этом для каждого вращающегося шарнира (4) выполнен по меньшей мере один исполнительный двигатель (6), который служит для перестановки угла (5) между указанными обоими соединенными посредством упомянутого вращающегося шарнира (4) рычажными плечами (3),

- рабочую головку (8), которая расположена на приеме (7) для рабочей головки, причем эта рабочая головка (8) включает в себя расположенный в корпусе (13) ходового винта рабочий ходовой винт (9), который установлен в корпусе (13) ходового винта по меньшей мере в одном первом месте (14) опоры и одном втором месте (15) опоры,

- вычислительный блок (12), который служит для управления исполнительными двигателями (6),

отличающийся тем, что

в первом месте (14) опоры рабочего ходового винта (9) и во втором месте (15) опоры рабочего ходового винта (9) выполнено по меньшей мере по одному сенсору (16) для регистрации радиальной силы (17), и что по меньшей мере в одном из указанных обоих мест (14, 15) опоры выполнен по меньшей мере один сенсор (18) для регистрации осевой силы (19).

2. Робот с сочлененной рукой по п. 1, отличающийся тем, что оба места (14, 15) опоры образованы магнитной опорой (30), и сенсоры (16, 18) реализованы посредством измерительного устройства для определения силы поля в магнитной опоре (30) и для регистрации отклонения рабочего ходового винта (9) относительно корпуса (13) ходового винта.

3. Робот с сочлененной рукой по п. 1 или 2, отличающийся тем, что рабочий ходовой винт (9) посредством магнитной опоры (30) может переставляться относительно корпуса (13) ходового винта.

4. Робот с сочлененной рукой по п. 1, отличающийся тем, что сенсоры (16) выполнены в виде пьезоэлементов.

5. Робот с сочлененной рукой по п. 1, отличающийся тем, что оба места (14, 15) опоры образованы гидродинамическим подшипником (35) скольжения, и сенсоры (16, 18) реализованы посредством измерительного устройства для определения гидравлического давления в местах (14, 15) опоры и для регистрации отклонения рабочего ходового винта (9) относительно корпуса (13) ходового винта, при этом посредством гидродинамического подшипника (35) скольжения рабочий ходовой винт (9) может переставляться относительно корпуса (13) ходового винта.

6. Робот с сочлененной рукой по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что корпус (13) ходового винта посредством линейной направляющей (25) помещен на рабочей головке (8) с возможностью осевого смещения.

7. Робот с сочлененной рукой по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что на рабочей головке (8) выполнена прилегающая манжета (22), которая предусмотрена для прилегания к обрабатываемой заготовке (11), и что в прилегающей манжете (22) выполнен другой сенсор (27) для регистрации силы прилегания прилегающей манжеты (22) к заготовке (11).

8. Робот с сочлененной рукой по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что на рабочей головке (8) выполнен вибрационный сенсор (28), который служит для регистрации колебаний на заготовке (11).

9. Робот с сочлененной рукой по п. 8, отличающийся тем, что вибрационный сенсор (28) помещен в прилегающей манжете (22).

10. Робот с сочлененной рукой по п. 8 или 9, отличающийся тем, что вибрационный сенсор (28) помещен с возможностью свободного колебания на рабочей головке (8), в частности в прилегающей манжете (22), и выполнен с возможностью соединения с заготовкой (11).

11. Робот с сочлененной рукой по одному из пп. 8-10, отличающийся тем, что вибрационный сенсор (28) выполнен в виде сенсора ускорения, в частности в виде пьезосенсора, посредством которого может определяться его собственная ориентация, а также амплитуда и направление колебания заготовки (11), когда вибрационный сенсор (28) прилегает к заготовке (11).

12. Робот с сочлененной рукой по одному из пп. 8-10, отличающийся тем, что вибрационный сенсор (28) выполнен в виде лазерного виброметра Доплера.

13. Способ обработки резанием заготовки (11) посредством робота (1) с сочлененной рукой по одному из предыдущих пунктов, при этом в рабочем ходовом винте (9) помещен обрабатывающий инструмент (10) для обработки резанием заготовки (11), отличающийся тем, что при прижатии обрабатывающего инструмента (10) к заготовке (11) посредством сенсоров (16, 18) регистрируют радиальную силу (17) и осевую силу (19) в местах (14, 15) опоры рабочего ходового винта (9), и по ним в вычислительном блоке (12) рассчитывают силу прижатия обрабатывающего инструмента (10).

14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что на базе расчетной силы прижатия обрабатывающего инструмента (10) и на базе известной, зависящей от силы деформации конструктивных элементов робота (1) с сочлененной рукой рассчитывают необходимую компенсацию положения, и эту необходимую компенсацию положения реализуют по меньшей мере в одном из исполнительных двигателей (6).

15. Способ по п. 13 или 14, отличающийся тем, что на базе расчетной силы прижатия обрабатывающего инструмента (10) и на базе известной, зависящей от силы деформации конструктивных элементов робота (1) с сочлененной рукой рассчитывают необходимую компенсацию положения, и что эту необходимую компенсацию положения реализуют по меньшей мере частично путем перестановки рабочего ходового винта (9) относительно корпуса (13) ходового винта.

16. Способ по одному из пп. 13-15, отличающийся тем, что у магнитной опоры (30) радиальную силу (17) и осевую силу (19) в местах (14, 15) опоры регистрируют путем определения силы поля в магнитных опорах (30) и путем регистрации отклонения рабочего ходового винта (9).

17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что перестановку рабочего ходового винта (9) относительно корпуса (13) ходового винта реализуют путем локальной адаптации силы поля в магнитных опорах (30).

18. Способ по одному из пп. 13-17, отличающийся тем, что при применении обрабатывающего инструмента (10), имеющего симметричную конструкцию лезвия, в частности при применении сверлильного инструмента, угол прилегания между осью вращения обрабатывающего инструмента (10) и поверхностью заготовки, к которой прилегает обрабатывающий инструмент (10), рассчитывают из зарегистрированных радиальных сил по закону рычага.

19. Способ по одному из пп. 13-18, отличающийся тем, что дополнительно к расчетной силе прижатия обрабатывающего инструмента (10), для расчета необходимой компенсации положения одновременно привлекают регистрируемую другим сенсором силу прилегания прилегающей манжеты (22) к заготовке (11).

20. Способ по одному из пп. 13-19, отличающийся тем, что в вычислительном блоке (12) оценивают сигнал вибрационного сенсора (28), и на базе сигнала вибрационного сенсора (28) и измеренной радиальной силы (17) и осевой силы (19) в местах (14, 15) опоры рассчитывают необходимую компенсацию положения.