【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器人磨抛，具体涉及一种机器人末端气-电混合恒力磨抛执行器。
技术介绍
1、目前，模具的抛光主要仍以人工抛光为主，抛光的质量取决于工人的技术熟练程度，并且，人工抛光效率往往不高，生产周期长，抛光效率也会受工人体力精力等影响；同时，抛光工人面对的是金属粉尘、噪声、打磨振动等有害身心健康的恶劣环境。企业也面临着抛光劳动力短缺、生产成本不断上升等困境，同时随着社会的转型升级，工业发展方式正从资源消耗型向创新型、环境友好型、质量导向型的可持续发展转变，这些都决定着模具抛光行业必须走机器换人的技术革新之路。
2、近年来，工业机器人在打磨、搬运、3c装配等领域发展迅速，在改变企业的生产模式、提高生产效率等方面发挥了巨大的作用。利用工业机器人实现自动抛光，为了保证抛光质量及效率，对抛光力进行控制是极为重要的一环。
3、目前用于工业机器人抛光的、可实现恒力控制的末端工具主要有机械式、气动式以及电动式。其中，气动抛光端部执行器具有重量轻、工作过程安全、空载速度快等优点，主要对硬度值小的金属和非金属材料进行抛光。此外，气体的天然可压缩性使得气动末端执行器更符合柔性抛光的要求，因此气动末端执行器比电动末端执行器应用更广泛。电动式末端柔顺执行器在具备响应速度快、精度好、集成度高、装配方便等优势，在主动力控制方面具有优势。然而其均存在自身缺陷，如：电动末端执行器电机超调、机构柔性差、振动冲击等问题；气动末端执行器也存在响应速度慢、力控滞后、抗干扰能力弱等问题。
技术实现思路
...【技术保护点】
1.一种机器人末端气-电混合恒力磨抛执行器，其特征在于，包括执行器基座、柔顺输出末端、自适应伸缩动力源、导向装置、位移传感器、拉压力传感器和控制器；所述执行器基座下端通过机器人连接法兰与机器人连接，所述自适应伸缩动力源、导向装置、位移传感器和控制器安装于执行器基座与柔顺输出末端之间，所述自适应伸缩动力源用于驱动柔顺输出末端沿导向装置输出轴向力，所述自适应伸缩动力源包括同轴设置于执行器中心的电磁力发生装置和气动肌腱，所述气动肌腱用于增强执行器整体柔性以减少冲击，所述电磁力发生装置用于调节执行器与工件之间的实际接触力，所述位移传感器用于实时监测柔顺输出末端的位移并反馈至控制器；所述拉压力传感器安装于柔顺输出末端上端面上，用于实时监测实际接触力并反馈至控制器；所述控制器根据位移传感器、拉压力传感器的反馈信号，对电磁力发生装置输入电流的方向和大小和气动肌腱输入气体的压力进行调节，实现实际接触力的控制。
2.根据权利要求1所述的机器人末端气-电混合恒力磨抛执行器，其特征在于，所述电磁力发生装置为直线型电磁力发生装置，所述气动肌腱为类编织结构型气动肌腱，所述气动肌腱位于电磁力发生
3.根据权利要求1所述的机器人末端气-电混合恒力磨抛执行器，其特征在于，所述电磁力发生装置包括电磁力发生装置浮动端、线圈和电磁力发生装置固定端，所述电磁力发生装置浮动端和电磁力发生装置固定端同轴安装，所述电磁力发生装置固定端与执行器基座固定连接，所述电磁力发生装置浮动端与柔顺输出末端固定连接；所述线圈缠绕固定在电磁力发生装置浮动端外侧，以在线圈通电时带动电磁力发生装置浮动端沿电磁力发生装置固定端运动，从而输出轴向力。
4.根据权利要求3所述的机器人末端气-电混合恒力磨抛执行器，其特征在于，所述导向装置包括直线滑块导轨导向机构和弹簧导向机构；所述直线滑块导轨导向机构包括滑块支座、滑块、导轨支座和导轨，所述滑块支座与柔顺输出末端固定连接，所述滑块安装于滑块支座上，所述导轨支座与电磁力发生装置固定端固定连接，所述导轨安装于导轨支座上，所述滑块与导轨配合滑动；所述弹簧导向机构用于平衡自适应伸缩动力源轴向冗余输出，所述弹簧导向机构包括法兰直线轴承、导杆和压缩弹簧，所述法兰直线轴承与执行器基座固定连接，所述导杆与柔顺输出末端固定连接，所述导杆与法兰直线轴承配合滑动，所述压缩弹簧套设于导杆上，且其两端分别抵住法兰直线轴承和柔顺输出末端。
5.根据权利要求1所述的机器人末端气-电混合恒力磨抛执行器，其特征在于，所述执行器设置有若干组导向装置，所述若干组导向装置均布于电磁力发生装置外周部，以提供均匀的支撑力和导向作用。
6.根据权利要求1所述的机器人末端气-电混合恒力磨抛执行器，其特征在于，所述气动肌腱两端分别与执行器基座和柔顺输出末端连接，所述气动肌腱与外部气管连接，所述外部气管上设有比例流量阀和电磁换向阀，用于调节气体流通的压力及方向。
7.根据权利要求1所述的机器人末端气-电混合恒力磨抛执行器，其特征在于，所述控制器内部集成有姿态传感器，用于实时获取执行器当前姿态，通过拉压力传感器信号对实际接触力进行实时检测，并经过计算处理后对执行器当前姿态进行重力补偿。
8.根据权利要求1-7任一项所述的机器人末端气-电混合恒力磨抛执行器，其特征在于，所述执行器的工作方法包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的机器人末端气-电混合恒力磨抛执行器，其特征在于，所述步骤A3具体包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种机器人末端气-电混合恒力磨抛执行器，其特征在于，包括执行器基座、柔顺输出末端、自适应伸缩动力源、导向装置、位移传感器、拉压力传感器和控制器；所述执行器基座下端通过机器人连接法兰与机器人连接，所述自适应伸缩动力源、导向装置、位移传感器和控制器安装于执行器基座与柔顺输出末端之间，所述自适应伸缩动力源用于驱动柔顺输出末端沿导向装置输出轴向力，所述自适应伸缩动力源包括同轴设置于执行器中心的电磁力发生装置和气动肌腱，所述气动肌腱用于增强执行器整体柔性以减少冲击，所述电磁力发生装置用于调节执行器与工件之间的实际接触力，所述位移传感器用于实时监测柔顺输出末端的位移并反馈至控制器；所述拉压力传感器安装于柔顺输出末端上端面上，用于实时监测实际接触力并反馈至控制器；所述控制器根据位移传感器、拉压力传感器的反馈信号，对电磁力发生装置输入电流的方向和大小和气动肌腱输入气体的压力进行调节，实现实际接触力的控制。
2.根据权利要求1所述的机器人末端气-电混合恒力磨抛执行器，其特征在于，所述电磁力发生装置为直线型电磁力发生装置，所述气动肌腱为类编织结构型气动肌腱，所述气动肌腱位于电磁力发生装置中心空腔内，所述电磁力发生装置和气动肌腱同轴安装于执行器基座与柔顺输出末端之间。
3.根据权利要求1所述的机器人末端气-电混合恒力磨抛执行器，其特征在于，所述电磁力发生装置包括电磁力发生装置浮动端、线圈和电磁力发生装置固定端，所述电磁力发生装置浮动端和电磁力发生装置固定端同轴安装，所述电磁力发生装置固定端与执行器基座固定连接，所述电磁力发生装置浮动端与柔顺输出末端固定连接；所述线圈缠绕固定在电磁力发生装置浮动端外侧，以在线圈通电时带动电磁力发生装置浮动端沿电磁力发生装置固定端运动，从而输出轴向力。
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