專利名稱：磨削物件表面的磨削設(shè)備及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種包括機(jī)械臂的設(shè)備以及使用該設(shè)備的方法，該機(jī)械臂承載用于磨削物件表面的磨削裝置。
背景技術(shù)：
從例如W02004/098831中可知，在本領(lǐng)域中眾所周知借助于靜止的磨削機(jī)器對(duì)適當(dāng)尺寸的物件的表面進(jìn)行磨削。然而，在不太可能為靜止的磨削機(jī)器提供足夠大的空間的情況下，借助于如US2002/0072297所述的承載磨削裝置的機(jī)械臂來(lái)對(duì)較大物件的表面進(jìn)行磨削，以用于飛行器面板的表面處理，同時(shí)，從西班牙公司EINA也得知該技術(shù)，該公司在2010年3月的風(fēng)カ系統(tǒng)(“Wind System”)雜志中公開(kāi)了借助于8軸的機(jī)械處理裝置——例如設(shè)置有多個(gè)磨削盤的砂磨頭——對(duì)風(fēng)輪機(jī)葉片進(jìn)行表面磨削。然而，為了消除表面上的不齊并且準(zhǔn)備在表面上噴漆，需要對(duì)用于磨削較大物件的表面的裝置進(jìn)行改進(jìn)，本發(fā)明的ー個(gè)目的是實(shí)現(xiàn)這種改迸
發(fā)明內(nèi)容
。本發(fā)明涉及一種ー種磨削物件表面的磨削設(shè)備，所述設(shè)備包括:多軸機(jī)械臂，其具有至少五個(gè)軸；磨削柱體，其安裝在機(jī)械臂上并包括磨削裝置和用于驅(qū)動(dòng)芯部繞所述芯部的縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置，磨削裝置包括諸如砂布的磨削片的磨削層，磨削層的前側(cè)具有磨削特性，且磨削層從長(zhǎng)形的所述芯部(11)大致徑向地延伸；以及控制裝置，其用于控制機(jī)械臂的操作，從而控制例如磨削柱體在所述表面上的位置、磨削柱體壓向所述表面的力、以及磨削柱體相對(duì)于所述表面的移動(dòng)速度。磨削柱體本身可從W001/76824得知、部分地從上述的W02004/098831得知、以及從許多帶有多種實(shí)施例的其他文件得知。在本發(fā)明中優(yōu)選的是在W001/76824中公開(kāi)的磨削柱體。至于術(shù)語(yǔ)速度在本文中理解為矢量，即，運(yùn)動(dòng)的方向和速率。柱體轉(zhuǎn)動(dòng)從而使得磨削層的前側(cè)移過(guò)待磨削的表面。層的前側(cè)的由于柱體的轉(zhuǎn)動(dòng)而在待磨削表面上進(jìn)行的切向運(yùn)動(dòng)定義了本文中的柱體的磨削方向。至于術(shù)語(yǔ)機(jī)械臂在本文中理解為多軸機(jī)械臂，其具有至少五個(gè)自由度，S卩，能夠使得磨削柱體移過(guò)物件的表面、移向所述表面和移離所述表面、磨削柱體能夠在多個(gè)平面中傾斜、并且使得磨削柱體能夠繞大致垂直于物件表面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)從而使得柱體的磨削方向通過(guò)ー 180°的轉(zhuǎn)動(dòng)而被反轉(zhuǎn)。機(jī)械臂是至少五軸的臂，六軸的臂更加優(yōu)選，然而也可以采用帶有更高自由度的機(jī)械臂。在機(jī)械臂具有五個(gè)、六個(gè)或者更高自由度的情況下，帶有柱體的機(jī)械臂成為更加靈活的磨削工具，其能夠更好地適應(yīng)于待磨削物件的復(fù)雜的雙曲表面并且能夠更精細(xì)地處理邊緣周圍的區(qū)域。采用所述的磨削柱體所獲得的優(yōu)點(diǎn):與使用磨削盤的技術(shù)相比，磨削柱體能夠獲得更有效的表面磨削，并且磨削柱體自身靈活地適應(yīng)于表面的形狀且為了執(zhí)行滿意的表面磨削不需要完全地與表面對(duì)準(zhǔn)。此外，還能夠很容易地磨削諸如雙曲表面的復(fù)雜形狀的表面。磨削柱體的缺點(diǎn)在于:只有當(dāng)表面和磨削柱體的相對(duì)移動(dòng)使得表面沿與磨削層的由柱體的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致的移動(dòng)方向相反的方向移動(dòng)時(shí)才有效，因?yàn)槲矬w的移動(dòng)在此情況下增強(qiáng)了磨削層相對(duì)于表面的移動(dòng)，然而表面與磨削層的由柱體的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致的移動(dòng)方向相反的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使得表面上的磨削效果被弱化。因此，磨削柱體一般用在上述的W02004/098831中示出的機(jī)器中，其中物件相對(duì)于磨削柱體一致地相對(duì)運(yùn)動(dòng)。此外，磨削柱體并不特別地適用在物件的邊緣，因?yàn)樵谥w的轉(zhuǎn)動(dòng)感軸沒(méi)有大致垂直于邊緣的情況下，如果柱體的磨削方向朝向物件的表面但是沒(méi)有朝向物件的邊緣，柱體的轉(zhuǎn)動(dòng)可能導(dǎo)致磨削層與物件的邊緣碰撞。磨削層將與邊緣碰撞，該碰撞將具有損壞磨削層和縮短磨削層使用壽命的效果，同時(shí)也會(huì)對(duì)物件的邊緣造成不良影響。通過(guò)本發(fā)明磨削柱體與機(jī)械臂的結(jié)合可以避免該問(wèn)題，該結(jié)合可實(shí)現(xiàn)對(duì)柱體操作位置的先行控制。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，控制裝置適于使得磨削柱體移過(guò)所述表面以交替地進(jìn)行如下的移動(dòng):第一移動(dòng)，其沿大致垂直于芯部的縱軸的方向、并沿與轉(zhuǎn)動(dòng)的柱體的磨削方向大致相同的方向，第一移動(dòng)持續(xù)到抵達(dá)所述表面的邊緣， 沿大致垂直于第一移動(dòng)的方向平移柱體，第二移動(dòng)，其沿大致垂直于芯部的縱軸的方向、并沿與轉(zhuǎn)動(dòng)的柱體的磨削方向大致相反的方向，柱體轉(zhuǎn)動(dòng)半圏，以用于反轉(zhuǎn)柱體相對(duì)于所述表面的磨削方向，以及第三移動(dòng)，其沿大致垂直于芯部的縱軸的方向、并沿與轉(zhuǎn)動(dòng)的柱體的磨削方向大致相同的方向。磨削設(shè)備的這種工作模式提供了時(shí)間節(jié)約的物件表面磨削，因?yàn)橹w在與柱體的磨削方向相同的方向上移動(dòng)過(guò)最大面積的表面(即，在第一和第三移動(dòng)中)，并且同時(shí)能夠接近或者靠近物件的邊緣而不存在上述的損壞磨削層或者物件邊緣的風(fēng)險(xiǎn)。第三移動(dòng)原則上與第一移動(dòng)類似并且優(yōu)選地跟隨以柱體的平移和與第二移動(dòng)類似的移動(dòng)等，直到物件的整個(gè)表面均被磨削。在一個(gè)實(shí)施例中，柱體的平移是距離大致等于柱體的寬度的平移，從而相鄰的行程或者移動(dòng)之間的重疊是可忽略的或者較小，諸如I至3厘米?？蛇x地，平移是大約柱體的一半寬度，從而表面的各個(gè)部分都被柱體磨削兩次。優(yōu)選地，在柱體轉(zhuǎn)動(dòng)半圈之前，柱體提起而不再與所述表面接觸，并且此后移向表面以繼續(xù)進(jìn)行表面磨削。在優(yōu)選的實(shí)施例中，控制裝置適于借助于所述磨削柱體來(lái)將物件的表面磨削至接近所述表面的預(yù)定義的彎曲形狀，特別是包括多個(gè)雙曲區(qū)域的彎曲形狀，諸如風(fēng)輪機(jī)葉片。因此，該磨削設(shè)備可以用于生產(chǎn)形狀高度一致的物件，否則對(duì)于諸如風(fēng)輪機(jī)葉片的大物件來(lái)說(shuō)很難達(dá)到這樣的效果。所述磨削設(shè)備優(yōu)選地包括ー支撐磨削層的背側(cè)的、優(yōu)選為支撐刷的彈性支撐元件，支撐元件具有與磨削層大致相同的長(zhǎng)度。本發(fā)明的ー個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于:檢測(cè)物件表面的實(shí)際形狀，從而可以確定與物件表面的理想形狀之間的誤差和/或可以確定由于重力導(dǎo)致的物件的撓曲。因此，優(yōu)選地，所述控制設(shè)備包括用于向控制裝置提供輸入信號(hào)的一組傳感器，以使得控制裝置能夠確定物件的表面的實(shí)際形狀。優(yōu)選地，所述ー組傳感器中的至少ー些設(shè)置在機(jī)械臂上。該組傳感器優(yōu)選地包括非接觸式距離傳感器，特別是光學(xué)傳感器。所述磨削設(shè)備包括如下的裝置:該裝置使得被確定的物件表面的實(shí)際形狀與表示物件的成品表面的預(yù)定義的彎曲形狀的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，從而識(shí)別出所述物件的理想表面形狀和實(shí)際表面形狀之間的誤差。所述誤差包括待磨削物件的角位移誤差、待磨削物件的表面缺陷、和/或當(dāng)葉片被設(shè)置成將由所述磨削設(shè)備磨削時(shí)所述待磨削葉片的撓曲度。本發(fā)明還涉及ー種使用本文所述的磨削設(shè)備來(lái)磨削風(fēng)輪機(jī)葉片表面的方法。因此，能夠生產(chǎn)一致的風(fēng)輪機(jī)葉片，這是非常有利的，因?yàn)楫?dāng)風(fēng)輪機(jī)的各個(gè)葉片的空氣動(dòng)力學(xué)特性大致相同時(shí)，風(fēng)輪機(jī)的控制變得更加簡(jiǎn)單和可預(yù)測(cè)。


。在附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例，其中:圖1是裝配有磨削柱體的機(jī)械臂，圖2是位于防護(hù)殼體中的磨削柱體的示例，圖3是用于磨削長(zhǎng)形物件表面的工作模式，圖4示出了磨削風(fēng)輪機(jī)葉片的應(yīng)用的第一視圖，以及圖5示出了磨削風(fēng)輪機(jī)葉片的應(yīng)用的第二視圖具體實(shí)施方式
。在圖1中示出了本發(fā)明的用于磨削表面I的磨削設(shè)備，該磨削設(shè)備包括一 6軸的鉸接式機(jī)械臂2，在該機(jī)械臂2上安裝有磨削頭3，該磨削頭3具有封裝在防護(hù)殼體5中的磨削柱體4，防護(hù)殼體5設(shè)置有用于排出灰塵的吸風(fēng)ロ(未示出)和用于驅(qū)動(dòng)磨削柱體4轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)(未示出)。機(jī)械臂2的基部6在圖1中安裝在豎直立柱7上，該豎直立柱7裝配有平行且豎直的軌道8，在該軌道8上，基部6可移動(dòng)地沿豎直方向設(shè)置，從而可以在豎直方向上對(duì)表面I進(jìn)行比機(jī)械臂2自身所能到達(dá)的范圍更大范圍的磨削。在圖2中示出的磨削柱體4具有磨削裝置，該磨削裝置包括諸如砂布等的磨削片的磨削層9，其前側(cè)10具有磨削特性并且從柱體的長(zhǎng)形芯部大致徑向地延伸。該磨削層9在背側(cè)9上由一弾性支撐元件支撐，該彈性支撐元件包括長(zhǎng)度與層9基本相同的支撐刷12。柱體4在磨削設(shè)備的操作期間轉(zhuǎn)動(dòng)，從而磨削層9的前側(cè)10移動(dòng)通過(guò)待磨削的表面1，在圖2中用彎箭頭R表示轉(zhuǎn)動(dòng)方向。層9的前側(cè)10的由于柱體4的轉(zhuǎn)動(dòng)而在待磨削表面I上進(jìn)行的切向運(yùn)動(dòng)定義了柱體4的磨削方向，其由直箭頭AD表示。在圖2中示出的柱體4的芯部11裝配有螺旋形或者螺線形的底切槽，該底切槽用于保持柔性砂條(該柔性砂條保持磨削層9以及刷12)，但是該槽在本發(fā)明的其他實(shí)施例中可以是沿著芯部11縱向的直槽。在本發(fā)明的特定實(shí)施例中，為了磨削長(zhǎng)形物件13——其具有均大致沿長(zhǎng)形物件13(諸如，風(fēng)輪機(jī)葉片)的縱向延伸的第一邊緣14和第二邊緣15——的表面1，用于控制磨削設(shè)備的操作的控制裝置被用于使磨削柱體按照?qǐng)D3所示的工作模式操作。第一邊緣14和第二邊緣15沒(méi)有必要彼此平行，而是基本上如圖3所示。本文所描述的工作模式的一部分在圖3中起始于字母“S”處。磨削柱體4從第一邊緣14處的位置開(kāi)始與長(zhǎng)形物件13的表面I磨削地接合，并且以第一速度移向第二邊緣15，同時(shí)柱體4定向?yàn)槭沟媚ハ鞣较蚺c如圖3箭頭M所示的磨削頭3的移動(dòng)方向相反。使得移動(dòng)方向M與柱體4的磨削方向AD相反的原因是防止磨削層9與第一邊緣14碰撞，其中該碰撞具有損壞磨削層9和縮短磨削層9使用壽命的效果，同時(shí)也能夠?qū)ξ锛倪吘?4造成不良影響。然而，當(dāng)移動(dòng)方向M與磨削方向AD相反吋，表面I上的磨削作用比較低效，磨削頭3的移動(dòng)速度必須降低以獲得滿意的成品表面1，鑒于此，工作模式的這些部分的范圍——在圖3中總體上由字母“ B”表示——已經(jīng)被最小化。當(dāng)磨削頭3已經(jīng)從第一邊緣14移開(kāi)時(shí)，磨削頭3提起、離開(kāi)物件13，使得柱體4與物件13的表面I脫離，并且磨削頭3在圖3中由字母“TU”表示的位置處轉(zhuǎn)向，從而使得柱體4的磨削方向AD發(fā)生逆轉(zhuǎn)?，F(xiàn)在朝物件13降下磨削頭3，直到柱體4以足夠的力與表面I接合，同時(shí)繼續(xù)磨削頭3移過(guò)物件表面I并移向第二邊緣15的運(yùn)動(dòng)。在工作模式的于圖3中總體上以字母“A”表不的部分中，移動(dòng)方向M與柱體4的磨削方向AD是同一個(gè)方向，并且因此磨削作用會(huì)更加有效，磨削頭3的速度能明顯高于工作模式的部分“B”的速度。當(dāng)磨削頭3到達(dá)第二邊緣15吋，該磨削頭沿長(zhǎng)形物件13的縱向大致平移柱體4的一個(gè)寬度，該平移方向在圖3中總體上由以字母“TL”表示的箭頭示出。然后重復(fù)工作模式，起始于第二邊緣15并且移向長(zhǎng)形物件13的第一邊緣14，其中工作模式的移動(dòng)方向M與磨削方向AD相反的部分“B”結(jié)束于磨削頭的轉(zhuǎn)向處TU，并繼續(xù)以移動(dòng)方向M與磨削方向AD相同的部分“ A”。為了清晰顯示的緣故，工作模式的部分A、B顯示為兩者之間存在較小的距離。然而，部分A、B在本實(shí)施例中抵接、或者重疊例如I到3厘米，從而使得整個(gè)表面I都被柱體4磨削。在一可選實(shí)施例中，部分A、B沿物件13的縱向重疊大約柱體4的一半寬度，從而使得表面的各個(gè)區(qū)域都被柱體4磨削兩次。邊緣14、15周圍的區(qū)域可能只是局部地被柱體4磨削，并且需要手動(dòng)控制磨削以獲得正確的成品。在圖4和圖5中示出了一特定實(shí)施例及本發(fā)明的應(yīng)用，其中分別承載有一磨削頭3的兩個(gè)機(jī)械臂2、2’被分別安裝在豎直立柱7、7’上，豎直立柱7、7’由水平橫桿16連接并且被支撐在輪上，從而能夠在水平地放置在底板上的一組軌道17上沿著長(zhǎng)形物件13移位。該設(shè)備特別地適合于磨削風(fēng)輪機(jī)葉片13的表面，其中葉片13的前緣14和后緣15之間的兩個(gè)側(cè)面能夠被由機(jī)械臂3、3’承載的磨削頭3同時(shí)磨削。該設(shè)備沿著葉片在軌道17上移位，從而可磨削整個(gè)葉片表面。為了便于補(bǔ)償葉片13沿著其縱軸18的扭曲，葉片13被支撐為使得其能夠繞其軸線18轉(zhuǎn)動(dòng)，以使得葉片13在豎直柱7、7’的位置處大致水平地定位。在圖4和圖5中示出的控制設(shè)備的操作的控制系統(tǒng)包括ー組預(yù)定義的數(shù)據(jù)，其定義了成品葉片13的理想三維形狀，并且該控制系統(tǒng)適于借助于機(jī)械臂2、2’控制磨削頭3的位置、磨削頭3壓向葉片13表面I的力、以及磨削頭3移過(guò)表面I的速度，從而將葉片13的表面I處理至大致接近葉片13的預(yù)定義的理想形狀。一組傳感器(未示出)——特別是使用用于向控制系統(tǒng)提供輸入信號(hào)的激光或者超聲裝置的非接觸式距離傳感器——設(shè)置在機(jī)械臂2、2’和/或豎直立柱7、7’上，以使得控制系統(tǒng)可以確定葉片13的真實(shí)形狀。當(dāng)例如風(fēng)輪機(jī)葉片13在由磨削設(shè)備I磨削之前已經(jīng)被制造為ー狀態(tài)時(shí)，非?？赡艿?，其會(huì)偏離成品葉片的理想葉片形狀/幾何尺寸。這種誤差例如可以源于相比于葉片理想角位移的葉片的角位移。優(yōu)選的理想風(fēng)輪機(jī)葉片輪廓包括理想的角位移以獲得改善的空氣動(dòng)力學(xué)葉片輪廓。然而，葉片的制造過(guò)程可導(dǎo)致葉片偏離理想角位移。此外，葉片的制造過(guò)程可能導(dǎo)致諸如葉片表面缺陷等的缺陷，其中該缺陷導(dǎo)致葉片偏離理想的葉片形狀/幾何尺寸。類似地，可以多種方式來(lái)設(shè)置葉片以使之被磨削設(shè)備磨削。優(yōu)選地，設(shè)置葉片包括:將葉片的跟端附接到適當(dāng)?shù)墓潭ㄔO(shè)備(沒(méi)有在任一附圖中示出)，從而葉片在只有在其根部被支撐的狀態(tài)下如圖5所示大致水平地延伸以被磨削設(shè)備磨削。另ー示例中，葉片可以被ー個(gè)或ー個(gè)以上的、沿葉片的縱向設(shè)置在葉片下方的支撐結(jié)構(gòu)支撐。然而，當(dāng)然可以理解，可以使用任意的設(shè)置葉片的適當(dāng)方式以使得葉片能夠被磨削設(shè)備磨削，此外，例如，將根端固定到適當(dāng)?shù)墓潭ㄔO(shè)備可以與在葉片下方沿著葉片的另一位置處支撐葉片相結(jié)合。因此，當(dāng)葉片13被設(shè)置在磨削設(shè)備中時(shí)，可能例如由于重力而導(dǎo)致葉片偏離其理想形狀。例如，如圖通過(guò)將根部附接到固定設(shè)備而將葉片設(shè)置在磨削設(shè)備中，那么葉片的頂端/自由端將向下?lián)锨Ｒ话愕?，在其他因素中，葉片的撓曲度可取決于葉片的彈性、葉片的尺寸、葉片的定向(例如葉片前緣和葉片后緣的定向)以及其他的因素。同時(shí)，取決于葉片定向(例如，如圖5所示當(dāng)繞葉片的縱向轉(zhuǎn)動(dòng)葉片吋)，葉片13可以以不同的方式撓曲。優(yōu)選地，在磨削過(guò)程中，磨削設(shè)備有利地考慮到了角位移誤差、由于葉片缺陷而引起的誤差和/或葉片撓曲。也就是，葉片13優(yōu)選地被磨削以降低或者甚至消除角位移誤差和/或與理想葉片形狀相比而言的葉片缺陷，而葉片的撓曲優(yōu)選地在磨削過(guò)程中被補(bǔ)償，從而使得葉片沒(méi)有被錯(cuò)誤地磨削。因此，優(yōu)選地，磨削設(shè)備包括誤差處理設(shè)備，其用于自動(dòng)地處理和/或補(bǔ)償誤差，諸如上述角位移誤差、上述缺陷誤差和由于待磨削葉片的設(shè)置而引起的撓曲等。在圖6中更加詳細(xì)地說(shuō)明了該誤差處理設(shè)備。該誤差處理設(shè)備從至少兩個(gè)數(shù)據(jù)源
21、23收集信息。第一數(shù)據(jù)源21包括與成品物件(特別是上述的風(fēng)輪機(jī)葉片)的預(yù)定義的理想三維表面形狀相關(guān)的預(yù)定義數(shù)據(jù)。理想物件表面形狀數(shù)據(jù)可以由諸三維CAD圖的三維葉片圖的數(shù)據(jù)、查閱表和/或任何其他的適當(dāng)數(shù)據(jù)提供，該適當(dāng)數(shù)據(jù)自身或者與其他數(shù)據(jù)接合可以確定理想葉片形狀/幾何尺寸。第二數(shù)據(jù)源包括物件表面形狀確定設(shè)備，其用于收集與待磨削物件的表面的實(shí)際形狀/幾何尺寸相關(guān)的測(cè)量數(shù)據(jù)。表面形狀確定設(shè)備23優(yōu)選地包括光學(xué)設(shè)備，例如設(shè)置在豎直立柱7上和/或橫桿16上,并且光學(xué)設(shè)備可掃描葉片的表面以檢測(cè)物件表面的實(shí)際形狀/幾何尺寸。然而，應(yīng)當(dāng)理解，所述的表面形狀確定設(shè)備23可以被設(shè)置在磨削設(shè)備的任意適當(dāng)位置處，并且可以包括任何適當(dāng)數(shù)量的光學(xué)掃描器以及可能的附屬掃描器控制器。光學(xué)設(shè)備優(yōu)選地包括一個(gè)或多個(gè)用于向待磨削的物件表面(例如風(fēng)輪機(jī)葉片13)發(fā)射電磁福射的發(fā)射器。該福射可以從表面反射回來(lái)，并且一部分反射的福射可以被光學(xué)設(shè)備檢測(cè)到，并且將其轉(zhuǎn)換為表示檢測(cè)到的來(lái)自上述表面的反射輻射的電氣信號(hào)，并且這些電氣信號(hào)因此被表面形狀確定設(shè)備處理以獲得與待磨削物件表面的實(shí)際形狀/幾何尺寸相關(guān)的信息。在優(yōu)選的實(shí)施例中，物件表面形狀確定設(shè)備23可通過(guò)獲得表面的三維數(shù)據(jù)來(lái)建立實(shí)際表面形狀的數(shù)據(jù)。來(lái)自第一數(shù)據(jù)源21的理想表面形狀數(shù)據(jù)和來(lái)自表面形狀確定設(shè)備的表示檢測(cè)到的表面的實(shí)際形狀/幾何形狀的數(shù)據(jù)被獲取/傳遞20、22到接收數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理裝置19中并且被相互關(guān)聯(lián)。數(shù)據(jù)處理裝置19因此能夠基于所述的相互關(guān)聯(lián)產(chǎn)生用于磨削設(shè)備的控制裝置的控制信號(hào)24?；诖丝刂菩盘?hào)，控制裝置例如能夠通過(guò)控制磨削柱體在物件表面上的位置、磨削柱體壓向該表面的力、和/或磨削柱體相對(duì)于上述表面的移動(dòng)速度來(lái)控制機(jī)械臂的操作，并且因此通過(guò)關(guān)聯(lián)而降低/消除所識(shí)別出的例如所述的角位移誤差和表面缺陷，從而接近成品物件的預(yù)定義的理想三維形狀。同時(shí)，控制信號(hào)優(yōu)選地使得磨削設(shè)備考慮到待磨削物件的撓曲度，從而磨削設(shè)備能夠在物件13表面的磨削期間補(bǔ)償此撓曲度。在本發(fā)明的ー個(gè)方面中，誤差處理設(shè)備可在物件表面的磨削期間連續(xù)地掃描表面以建立物件的正被磨削的表面區(qū)域的信息、和/或建立物件的接下來(lái)將被磨削的表面區(qū)域的信息。在另ー實(shí)施例中，通過(guò)在進(jìn)行物件的磨削之前掃描表面，誤差處理設(shè)備可以在開(kāi)始表面磨削之前建立控制裝置在磨削期間所要遵循的大體完整的磨削樣模。在另ー實(shí)施例中，誤差處理設(shè)備可以設(shè)置為使得:在豎直立柱7沿待磨削物件的同一移動(dòng)期間，執(zhí)行物件表面的掃描和物件的磨削。因此，來(lái)自光學(xué)設(shè)備的數(shù)據(jù)被連續(xù)地處理并與理想物件表面形狀數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，從而在沿著待磨削物件的移動(dòng)期間連續(xù)地產(chǎn)生用于控制裝置的輸出信號(hào)。
權(quán)利要求
1.一種磨削物件(13)的表面(1)的磨削設(shè)備,所述設(shè)備包括: 多軸機(jī)械臂(2，2’)，其具有至少五個(gè)軸， 磨削柱體(4)，其安裝在所述機(jī)械臂上并包括磨削裝置和用于驅(qū)動(dòng)芯部繞所述芯部的縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置，所述磨削裝置包括諸如砂布的磨削片的磨削層(9)，所述磨削層的前側(cè)具有磨削特性，且所述磨削層從長(zhǎng)形的所述芯部(11)大致徑向地延伸，以及 控制裝置，其用于控制所述機(jī)械臂的操作，從而控制例如所述磨削柱體在所述表面上的位置、所述磨削柱體壓向所述表面的力、以及所述磨削柱體相對(duì)于所述表面的移動(dòng)速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨削設(shè)備，其特征在于，所述控制裝置適于使得所述磨削柱體移過(guò)所述表面以交替地進(jìn)行如下的移動(dòng): 第一移動(dòng)(A)，其沿大致垂直于所述芯部的縱軸的方向、并沿與轉(zhuǎn)動(dòng)的柱體的磨削方向大致相同的方向，所述第一移動(dòng)持續(xù)到抵達(dá)所述表面的邊緣， 沿大致垂直于所述第一移動(dòng)的方向平移(TL)所述柱體， 第二移動(dòng)(B)，其沿大致垂直于所述芯部的縱軸的方向、并沿與轉(zhuǎn)動(dòng)的柱體的磨削方向大致相反的方向， 所述柱體轉(zhuǎn)動(dòng)半圈(TU)，以用于反轉(zhuǎn)所述柱體相對(duì)于所述表面的磨削方向，以及 第三移動(dòng)(A)，其沿大致垂直于所述芯部的縱軸的方向、并沿與轉(zhuǎn)動(dòng)的柱體的磨削方向大致相同的方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磨削設(shè)備，其特征在于，所述柱體的平移(TL)距離大致等于所述柱體的ー個(gè)寬度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的`磨削設(shè)備，其特征在于，在所述柱體轉(zhuǎn)動(dòng)半圈(TU)之前，所述柱體提起而不再與所述表面接觸。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磨削設(shè)備，其特征在于，所述控制裝置適于借助于所述磨削柱體來(lái)將物件的表面磨削至接近所述表面的預(yù)定義的彎曲形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磨削設(shè)備，其特征在于，所述預(yù)定義的彎曲形狀包括多個(gè)雙曲區(qū)域。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磨削設(shè)備，其特征在于，所述磨削設(shè)備包括一支撐所述磨削層的背側(cè)的、優(yōu)選為支撐刷的弾性支撐元件，所述支撐元件具有與所述層大致相同的長(zhǎng)度。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磨削設(shè)備，其特征在于，所述機(jī)械臂包括六個(gè)軸。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磨削設(shè)備，其特征在于，所述物件是風(fēng)輪機(jī)葉片。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磨削設(shè)備，其特征在于包括用于向所述控制裝置提供輸入信號(hào)的一組傳感器，以使得所述控制裝置能夠確定所述物件的表面的實(shí)際形狀。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的磨削設(shè)備，其特征在于，所述ー組傳感器中的至少ー些設(shè)置在所述機(jī)械臂上。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的磨削設(shè)備，其特征在于，所述ー組傳感器包括非接觸式距離傳感器，特別是光學(xué)傳感器。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)所述的磨削設(shè)備，其特征在于，所述磨削設(shè)備包括如下的裝置:該裝置使得被確定的物件表面的實(shí)際形狀與表示物件的成品表面的預(yù)定義的彎曲形狀的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，從而識(shí)別出所述物件的理想表面形狀和實(shí)際表面形狀之間的誤差。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的磨削設(shè)備，其特征在于，所述誤差包括待磨削物件的角位移誤差。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的磨削設(shè)備，其特征在于，所述誤差包括待磨削物件的表面缺陷。
16.根據(jù)權(quán)利要求13至16中任一項(xiàng)所述的磨削設(shè)備，其特征在于，所述誤差包括當(dāng)物件被設(shè)置成將由所述磨削設(shè)備磨削時(shí)所述待磨削物件的撓曲度。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)所述的磨削設(shè)備的用于磨削風(fēng)輪機(jī)葉片表面的應(yīng) 用。
全文摘要
公開(kāi)了一種磨削物件表面的磨削設(shè)備，所述設(shè)備包括多軸機(jī)械臂，其具有至少五個(gè)軸；磨削柱體，其安裝在機(jī)械臂上并包括磨削裝置和用于驅(qū)動(dòng)芯部繞所述芯部的縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置，磨削裝置包括諸如砂布的磨削片的磨削層，磨削層的前側(cè)具有磨削特性，且磨削層從長(zhǎng)形的所述芯部大致徑向地延伸；以及控制裝置，其用于控制機(jī)械臂的操作，從而控制例如磨削柱體在所述表面上的位置、磨削柱體壓向所述表面的力、以及磨削柱體相對(duì)于所述表面的移動(dòng)速度。
文檔編號(hào)B24B29/00GK103118838SQ201180043008
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者K·埃里克森, P·倫杜姆 申請(qǐng)人:艾爾特羅尼克有限公司