一种针对大型曲面工件进行柔性打磨的全自动智能设备及其方法与流程

本发明涉及一种打磨设备，尤其涉及一种针对大型曲面工件进行柔性打磨的全自动智能设备及其方法。

背景技术：

目前，随着科技不断发展，对于大型复杂曲面工件(如飞机、潜水艇、船舶、螺旋桨、风电叶片等)的表面打磨，需要进行切割、打磨、抛光等工序，由于曲面工件的结构与平面工件差别较大，普通的平面工件加工设备对曲面工件进行加工的适应性差，现有技术一般是利用人工打磨的方式进行，打磨质量不稳定，一致性差，打磨耗时长，效率极低，而且打磨属于劳动密集型作业，劳动强度大，人工成本高，手持式打磨工具，打磨面积小，需要经常更换砂纸，粉尘无法集中收集，空中漂浮的粉尘量大，易引发尘肺等职业健康疾病。

现有的半自动化打磨设备，无法实现自适应曲面打磨，每打磨一个小区域需要人工去操作移动设备，打磨质量不稳定，效率很低。有些打磨设备采用齿条+直线导轨的移动方案的作为机器人第7轴的引导方式，存在投资成本高、有效工作行程短、占用空间大、车间布局被限定等缺点。

技术实现要素：

为了克服现有背景技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种针对大型曲面工件进行柔性打磨的全自动智能设备，该设备具有有效工作行程长，整体操作灵活方便，占地空间小等优点。其中打磨装置具有自适应曲面、集成除尘及视觉检测的功能。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明包括至少一组工件定位工装、六轴机器人、打磨装置、机器人控制柜、系统控制柜、驱动装置、线缆拖链和升降平台，两个所述工件定位工装用于定位曲面工件所述驱动装置上设置有机器人控制柜和系统控制柜，所述系统控制柜的控制输出端分别与所述升降平台的控制输入端和所述机器人控制柜的控制输入端连接，所述机器人控制柜的输出端与所述六轴机器人的输入端连接，所述六轴机器人通过安装法兰与所述打磨装置连接。

具体地，所述打磨装置能动态实时调整位置与姿态跟随大型工件的曲面进行打磨。

具体地，所述打磨装置安装有风刀和视觉传感器。

具体地，所述打磨装置设置有吸尘接口，通过吸尘软管与除尘设备连接。

具体地，所述驱动装置通过电磁、磁条、二维码或激光导航方式引导其沿着所述曲面工件的外轮廓自动行走。

具体地，所述驱动装置为全向驱动车agv。

一种针对大型曲面工件进行柔性打磨的方法，包括以下步骤：

a).大型曲面工件先安装于对应的定位工装上；

b).确定大型曲面工件的外形特征参数，如长度、宽度、曲率等；

c).确定打磨设备的有效打磨行程，则可计算分区域打磨的总工位数量n

d).驱动装置在导航的引导下运动到第i工位，所述驱动装置上的打磨机器人运行到预定位置开始打磨，直到该区域打磨完成且检测合格，所述驱动装置再运行到第i+1工位开始打磨，如此循环往复直到所有打磨工位n都打磨完成且检测合格，则打磨结束。

与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

本发明采用位姿误差动态补偿的原理达到自适应曲面轮廓的要求，能显著改善打磨设备对大型曲面工件的表面进行打磨的适应性，提高了打磨质量和打磨效率，操作移动灵活，占地空间小，易于推广使用。

附图说明

图1为本发明提出的一种针对大型曲面工件进行柔性打磨的设备工作示意图；

图2为本发明提出的一种针对大型曲面工件进行柔性打磨的设备结构示意图；

图3为本发明提出的一种针对大型曲面工件进行柔性打磨的方法流程示意图；

图中：1-六轴机器人；2-打磨装置；3-除尘设备；4-机器人控制柜；5-系统控制柜；6-全向驱动agv小车；7-线缆拖链；8-吸尘软管；9-升降平台；10-复杂曲面工件；11/12-工件定位工装。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1和2所示，本发明包括至少一组工件定位工装、六轴机器人、打磨装置、机器人控制柜、系统控制柜、驱动装置、线缆拖链和升降平台，两个所述工件定位工装用于定位曲面工件，所述定位驱动装置上设置有机器人控制柜和系统控制柜，所述系统控制柜的控制输出端分别与所述升降平台的控制输入端和所述机器人控制柜的控制输入端连接，所述机器人控制柜的输出端与所述六轴机器人的输入端连接，所述六轴机器人的安装法兰与所述打磨装置连接。

所述升降平台可增加六轴机器人在竖直方向的运动行程，因此，六轴打磨机器人安装在具有升降功能的全向驱动agv小车上，可提高打磨设备的使用灵活性和增加空间可达行程。

所述打磨机器人采用位姿误差动态补偿的原理，可实时控制打磨装置的姿态，达到自适应曲面轮廓的功能。

所述打磨装置安装有风刀和视觉传感器，其产生的强力风幕能快速吹除打磨表面残留的粉尘，节省了大量人工清灰的时间；同时安装有视觉传感器，根据打磨表面的形状、边缘、颜色、亮度、面积等差异因素，自动检测打磨后的表面轮廓质量，具有快速、稳定、全区域的检测特性；并建立有合格品与不合格品的表面图样数据库，达到智能识别判断打磨表面合格与否的功能。

所述打磨装置设置有吸尘接口，通过吸尘软管与除尘设备连接，因此可集中收集打磨后产生的大量粉尘，改善车间作业环境。

所述驱动装置通过电磁、磁条、二维码或激光导航方式引导其沿着所述曲面工件的外轮廓自动行走，不需要人为干预运动轨迹，可实现无人控制的全自动打磨功能。

所述驱动装置为全向驱动车。

图3所示，一种针对大型曲面工件进行柔性打磨的方法，包括以下步骤：

a).大型曲面工件先安装于对应的定位工装上；

b).确定大型曲面工件的外形特征参数，如长度、宽度、曲率等；

c).确定打磨设备的有效打磨行程，则可计算分区域打磨的总工位数量n

d).驱动装置在导航的引导下运动到第i工位，所述驱动装置上的打磨机器人运行到预定位置开始打磨，直到该区域打磨完成且检测合格，所述驱动装置再运行到第i+1工位开始打磨，如此循环往复直到所有打磨工位n都打磨完成且检测合格，则打磨结束。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。