[发明专利]一种焊缝打磨机器人

说明书

技术领域

本发明涉及打磨器械领域，特别是一种焊缝打磨机器人。

背景技术

现阶段金属零件焊接后的焊缝打磨，通常通过手工作业或使用自动化专机的方法进行打磨。前者在打磨效率低、工人劳动强度大、打磨质量极大依赖于工人的熟练程度，打磨质量难以保障，且打磨过程中产生的大量粉尘严重危害着工人健康。后者通常只能针对某种特定结构的零件，生产柔性化程度不高，成本高昂，同时使用专机打磨时对工件一致性要求较高，对于焊接变形严重或焊缝高度变化较大的零件往往会造成母材损伤、工件塌边、表面有较多焊疤残留等打磨缺陷。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种焊缝打磨机器人。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种焊缝打磨机器人，包括机器人本体和打磨工作平台，所述机器人本体上设有打磨执行机构、旋转工作平台机构与换刀机构，所述打磨执行机构、旋转工作平台机构与换刀机构由电气总成控制系统控制。

本发明中，所述打磨执行机构包括恒力输出装置、打磨装置与激光焊缝检测系统；机器人本体上设有末端输出轴，浮动恒力输出装置设置在末端输出轴上；

打磨装置包括打磨电机固定弯角、打磨电机气缸、打磨气缸固定板、打磨伺服电机、打磨柄和打磨片，打磨电机固定弯角设置在浮动恒力输出装置设置上，打磨气缸固定板设置在恒力输出装置设置底部，打磨电机气缸和打磨伺服电机设置在打磨电机固定弯角和打磨气缸固定板之间，打磨柄与打磨片固定连接，打磨柄可拆卸的连接到打磨伺服电机上；

激光焊缝检测系统包括激光扫缝仪固定弯角和激光扫缝仪，激光扫缝仪固定弯角设置在末端输出轴上，激光扫缝仪设置在激光扫缝仪固定弯角上。

本发明中，所述的浮动恒力输出装置，可通过内置的恒力传感补偿执行器实时检测打磨力，依据打磨力反馈结果通过伺服阀调节执行器内部压力和伸长量，实现打磨头对工件的浮动恒力打磨。

本发明中，所述激光焊缝检测系统，通过激光扫缝仪发出的线激光沿焊缝方向对打磨后的焊疤残留高度进行扫描，并将检测数据经过滤波降噪反馈至电气总成控制系统，判断是否需要继续执行打磨操作，从而保证打磨质量，实现闭环打磨。

本发明中，所述换刀机构可以依据设定的换刀频率，实现了打磨过程中打磨头更换的闭环控制，换刀频率可依据打磨经验设定。

本发明中，所述换刀机构包括换刀架底座、换刀架工作平台、换刀架支撑横梁、刀架架高支撑和刀具托架，换刀架支撑横梁和换刀架工作平台设置在换刀架底座上端，换刀架工作平台上设有一个以上的刀具托架，刀具托架上设有备用刀片。

本发明中，所述换刀架工作平台有两层。

本发明中，所述换刀架工作平台上上设有用于控制备用刀片夹紧或者松开的气动夹头。

本发明中，所述旋转工作平台机构包括打磨工作平台和旋转工作台底座，打磨工作平台旋转设置在旋转工作台底座上。

本发明中，所述机器人本体两侧设有安全光栅，有人闯入自动报警。

本发明中，所述机器人本体外部设有水冷机，用于对打磨伺服电机降温。

本发明中电气控制总成系统包括打磨装置控制模块，恒力输出装置控制模块，激光焊缝检测系统控制模块，换刀系统控制模块及系统协同控制模块。打磨装置控制模块在打磨过程中通过模拟量信号传递控制打磨伺服电机的动作，调节打磨电机转速。激光焊缝检测系统控制模块，通过对焊缝质量进行检测与反馈，实现打磨质量的闭环控制。恒力输出装置控制模块通过对浮动恒力输出装置内置的力敏传感器对打磨力进行采集与反馈对打磨执行机构输出力进行调节。换刀系统控制模块，通过模拟量信号的传递，控制换刀机构上气动夹头的夹紧与松开。系统协同控制模块在打磨过程中，通过对打磨装置控制模块，恒力输出装置控制模块，激光焊缝检测系统控制模块，换刀系统控制模块所采集信息进行综合分析与处理，使总套系统电器控制模块能协同运作。

电气控制总成系统包括打磨装置控制模块，恒力输出装置控制模块，激光焊缝检测系统控制模块，换刀系统控制模块以及系统协同控制模块；

打磨装置控制模块在打磨过程中通过模拟量信号传递控制打磨伺服电机的开启与关闭、打磨伺服电机对打磨柄的夹紧、松开动作执行和信号采集，同时将电器控制系统人机交互界面设定的电机转速，用户设定打磨次数通过数字量信号传递，传递给打磨电机调节电机转速，按设定打磨次数对工件进行打磨；