用于机器人辅助加工表面的机床制造技术

本发明专利技术涉及一种用于机器人辅助加工表面的机床。根据一个实施例，所述机床包括第一支撑板和第二支撑板。所述第一支撑板被设计用于安装在操纵器上。在所述第二支撑板上支承有用于容纳可旋转工具的输出轴。所述机床此外具有线性致动器，所述线性致动器作用在所述第一支撑板和所述第二支撑板之间，以及具有马达，所述马达被安装在所述第一支撑板上。所述机床此外具有伸缩轴，所述伸缩轴具有第一轴部分和第二轴部分，所述第二轴部分可以相对于所述第一轴部分移动。所述第一轴部分被设计用于与所述马达的马达轴相耦联，并且所述第二轴部分被支承在所述第二支撑板上。所述伸缩轴经由传动装置与所述输出轴相耦联。

Machine Tool for Robot-aided Surface Machining

The invention relates to a machine tool for robot-assisted surface processing. According to an embodiment, the machine tool includes a first support plate and a second support plate. The first support plate is designed to be mounted on the manipulator. An output shaft for accommodating a rotating tool is supported on the second support plate. The machine tool also has a linear actuator, which acts between the first support plate and the second support plate, and a motor, which is mounted on the first support plate. In addition, the machine tool has a telescopic shaft, the telescopic shaft has a first axis part and a second axis part, and the second axis part can be moved relative to the first axis part. The first shaft portion is designed to be coupled to the motor shaft of the motor, and the second shaft portion is supported on the second support plate. The telescopic shaft is coupled with the output shaft via a transmission device.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于机器人辅助加工表面的机床
本专利技术涉及一种由机器人引导的用于机器人辅助加工表面的机床，例如研磨机(磨床)或抛光机。
技术介绍
在工件的表面加工中，研磨和抛光过程起着越来越重要的作用。在自动化的、机器人辅助的制造中使用工业机器人，借助于工业机器人例如可以使研磨过程自动化。在机器人辅助的研磨设备中，具有旋转的研磨工具(例如砂轮)的研磨机通过操纵器，例如工业机器人引导。操纵器的所谓的TCP(工具中心点)在研磨过程期间沿着(事先例如借助于示教可编程的)路径(轨道)运动。TCP的给定的路径定义了在每个时间点上TCP的位置和方向并且因此定义了研磨机的位置和方向。控制操纵器的运动的机器人控制器因此一般地包括位置调节器。对于诸如铣削、研磨、抛光等表面加工过程，工具的位置调节通常是不充分的，因为过程力(在工具和工件之间的力)对加工结果起着重要的作用。因此，工具一般地不是刚性地与操纵器的TCP相连接，而是经由弹性元件，该弹性元件在最简单的情况下可以是弹簧。为了能够调节过程力，在许多情况下过程力的调节(闭环控制)是需要的。为了实现力调节，弹性元件可以是单独的线性致动器，该线性致动器被机械地耦联在操纵器的TCP和工具之间(例如在TCP和研磨机之间，在该研磨机上安装有砂轮)。与操纵器相比，线性致动器可以相对较小并且基本上被用于调节过程力，而操纵器使工具(包括线性致动器)在调节位置下沿着先前编程的轨道运动。本专利技术基于的目的可以在提供改进的机床例如研磨机中看到，该机床适用于机器人辅助加工表面。
技术实现思路
上述目的通过一种根据权利要求1所述的设备来实现。本专利技术的不同的实施例和改进方案是从属权利要求的主题。描述了一种用于机床的设备，根据一个实施例，所述机床具有第一支撑板和第二支撑板；所述第一支撑板被设计用于安装在操纵器上以及用于安装马达。在所述第二支撑板上支承有用于容纳可旋转的工具的输出轴。所述机床此外具有线性致动器，所述线性致动器作用在所述第一支撑板和所述第二支撑板之间，以及此外具有伸缩轴，所述伸缩轴具有第一轴部分和第二轴部分，所述第二轴部分可以相对于所述第一轴部分移动。所述第一轴部分被设计用于与所述马达的马达轴相耦联，并且所述第二轴部分被支承在所述第二支撑板上。所述伸缩轴经由传动装置与所述输出轴相耦联。描述了一种用于机器人辅助加工表面的机床。根据一个实施例，所述机床具有第一支撑板和第二支撑板。所述第一支撑板被设计用于安装在操纵器上。在所述第二支撑板上支承有用于容纳可旋转的工具的输出轴。所述机床此外具有线性致动器，所述线性致动器作用在所述第一支撑板和所述第二支撑板之间，以及具有马达，所述马达被安装在所述第一支撑板上。所述机床此外具有伸缩轴，所述伸缩轴具有第一轴部分和第二轴部分，所述第二轴部分可以相对于所述第一轴部分移动。所述第一轴部分与所述马达的马达轴相耦联，并且所述第二轴部分被支承在所述第二支撑板上。所述伸缩轴经由传动装置与所述输出轴相耦联。附图说明以下将借助于在附图中示出的示例对本专利技术更详细地进行解释。视图不是强制性地按照正确比例绘制的并且本专利技术不仅仅限于所示出的方面。相反，重点在于说明本专利技术所基于的原理。关于附图：图1是一种机器人辅助的研磨设备的示例性示意图，该研磨设备具有研磨机，该研磨机借助于力调节的线性致动器与工业机器人相耦联；线性致动器促成工业机器人和研磨机的机械分离。图2示出了具有一种具有集成的线性致动器的机床的示例性实施例，该线性致动器用于机床的驱动侧和工具侧的机械分离。图3示出了具有机械分离的驱动侧和工具侧的机床的另一个实施例。图4示出了来自图3中的示例，但是具有比在图3中更大的线性致动器的偏转。具体实施方式在详细解释各种实施例之前，首先描述机器人辅助的研磨设备的一个一般性的示例。但是在这里描述的实施例不限于研磨设备。在这里描述的设备可以应用于各种各样的加工过程(例如所有切削加工制造过程，例如铣削、研磨、抛光和类似加工)的在机器人辅助下的实施，在这些加工过程中使用旋转工具。在图1中所示的示例包括操纵器1(例如工业机器人)和机床3(例如研磨机)，该机床具有马达31和旋转工具32(例如砂轮)。研磨机3经由线性致动器2与操纵器1的末端执行器法兰15(在工具中心点(TCP)处)相耦联。在具有六个自由度的工业机器人的情况下，操纵器1可以由四个节段11、12、13和14建造成，这些节段分别经由关节G11、G12和G13被连接起来。第一节段11在这种情况下通常刚性地与基座10相连接(但是这不一定必须是这种情况)。关节G13连接节段13和14。关节G13可以是双轴向的并且允许节段14(相对于节段13)围绕水平的旋转轴线(仰角)和垂直的旋转轴线(方位角)旋转。关节G12连接节段12和13并且允许节段13相对于节段12的位置的枢转运动。关节G11连接节段11和12。关节G11可以是双轴向的并且因此(类似于关节G13)允许在两个方向上的枢转运动。TCP具有相对于节段14的固定的相对位置，其中，该节段14通常还包括旋转铰接头(没有示出)，该旋转铰接头允许围绕节段14的纵轴线A的旋转运动(在图1中以点划线示出)。操纵器1因此总共具有6个自由度。一个关节的每个轴线与一个致动器相关联，该致动器可以促成围绕相应的关节轴线的旋转运动。在关节中的致动器由机器人控制器4根据机器人程序来控制。TCP可以(在一定的限度内)被任意地定位(在轴线A的任意的方向下)。操纵器1通常是位置调节的，也就是说，机器人控制器4可以确定TCP的姿态(位置和方向)并且使TCP沿着预先确定的轨道运动。当致动器2顶靠在终端止挡件上时，通过TCP的姿态也限定了工具32(和整个研磨机3)的姿态。致动器2用于在研磨过程期间将工具32和工件W之间的接触力FK(过程力)调节到期望的值。通过操纵器1对过程力的直接的调节对于研磨应用来说通常是太不准确的，因为由于操纵器1的节段11至14的高的惯性，通过传统的操纵器对力峰值的快速补偿(例如在将研磨工具放置到工件上时)实际上是不可能的。由于这种原因，机器人控制器被设计用于调节TCP的姿态(位置和方向)，而接触力FK的调节仅仅由致动器2来完成，该致动器被耦联在研磨机3和操纵器1之间。基于该力调节，致动器2能够在研磨过程期间(沿着致动器2的作用方向)补偿工件W相对于工具32的位置和状态上的偏差并且同时保持期望的过程力FK。提到的偏差例如可以由在工件的定位中的误差或在TCP的定位中的不准确性(由于公差)引起。如已经提到的那样，在研磨过程期间，在工具32和工件W之间的接触力FK可以借助于(线性)致动器2和力调节单元(该力调节单元例如可以在控制器4中实现)如此地进行调节，即在研磨工具32和工件W之间的接触力FK对应于可预先确定的目标值。接触力在这种情况下是对致动器力FA的反作用力，线性致动器2借助于该致动器力压紧在工件表面上。在工件W和工具32之间没有接触的情况下，致动器2由于没有接触力FK而向着一个终端止挡件(在图1中没有示出或者被集成到致动器2中)移动。操纵器1的位置调节器(该位置调节器同样可以在控制器4中实现)可以完全与致动器2的力调节器相独立地工作。致动器2不负责研磨机3的定位，而是仅仅负责在磨削过程期间调整和维持期望的接触力FK并且本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于机器人辅助加工表面的机床的设备，包括：第一支撑板(51)，该第一支撑板设计用于安装在操纵器上并且用于安装马达(31)；第二支撑板(52)，在该第二支撑板上支承有用于容纳可旋转工具(32)的输出轴(58)；线性致动器(2)，该线性致动器作用在所述第一支撑板(51)和所述第二支撑板(52)之间；伸缩轴(54)，该伸缩轴具有第一部分和第二部分，所述第二部分可以相对于所述第一部分移动，其中，所述第一部分设计用于与所述马达(31)的马达轴(33)相耦联并且所述第二部分支承在所述第二支撑板(52)上；传动装置，所述传动装置将所述伸缩轴(54)与所述输出轴(58)相耦联。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.26 DE 102016118173.01.一种用于机器人辅助加工表面的机床的设备，包括：第一支撑板(51)，该第一支撑板设计用于安装在操纵器上并且用于安装马达(31)；第二支撑板(52)，在该第二支撑板上支承有用于容纳可旋转工具(32)的输出轴(58)；线性致动器(2)，该线性致动器作用在所述第一支撑板(51)和所述第二支撑板(52)之间；伸缩轴(54)，该伸缩轴具有第一部分和第二部分，所述第二部分可以相对于所述第一部分移动，其中，所述第一部分设计用于与所述马达(31)的马达轴(33)相耦联并且所述第二部分支承在所述第二支撑板(52)上；传动装置，所述传动装置将所述伸缩轴(54)与所述输出轴(58)相耦联。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述传动装置是皮带传动装置或齿轮传动装置。3.根据权利要求1所述的设备，其中，第一皮带轮(55)与所述伸缩轴(54)的所述第二部分相耦联以及第二皮带轮(56)与所述输出轴(58)相耦联，并且其中，所述第二皮带轮(56)经由皮带(57)与所述第一皮带轮(55)相耦联。4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其中，所述伸缩轴(54)的所述第二部分被引导穿过所述第二支撑板(52)。5.根据权利要求1至4中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·纳德雷，
申请(专利权)人：菲尔罗伯蒂克斯顺从式机器人技术有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT