[发明专利]基于机器人手眼控制的高铁白车身自动化拉丝装置及方法

权利要求书

1.一种基于机器人手眼控制的高铁白车身自动化拉丝装置，其特征在于，包括机器人、安装在所述机器人执行末端的拉丝工具和力控机构，所述拉丝工具包括用于对高铁白车身进行拉丝作业并形成所需表面纹路的拉丝滚轮，所述力控机构用于实时检测高铁白车身拉丝过程中的实际法向力，并据此控制机器人的进给速度和拉丝滚轮的旋转速度，以使实际法向力处于设定的参考力范围之内。

2.根据权利要求1所述的基于机器人手眼控制的高铁白车身自动化拉丝装置，其特征在于，所述力控机构包括力控传感器。

3.根据权利要求1所述的基于机器人手眼控制的高铁白车身自动化拉丝装置，其特征在于，该装置还包括集成在所述拉丝工具上的视觉检测机构，所述视觉检测机构用于对拉丝后的高铁白车身表面平整度进行实时在线检测。

4.根据权利要求1所述的基于机器人手眼控制的高铁白车身自动化拉丝装置，其特征在于，所述机器人包括机器人本体和机器人控制柜。

5.根据权利要求1所述的基于机器人手眼控制的高铁白车身自动化拉丝装置，其特征在于，该装置还包括沿着高铁白车身长度方向设置的移动导轨，所述机器人放置于所述移动导轨上。

6.根据权利要求5所述的基于机器人手眼控制的高铁白车身自动化拉丝装置，其特征在于，所述移动导轨设置于高铁白车身的两侧，每条移动导轨上放置至少两台机器人。

7.一种基于机器人手眼控制的高铁白车身自动化拉丝方法，其特征在于，采用权利要求1-6中任一项所述的基于机器人手眼控制的高铁白车身自动化拉丝装置，包括以下步骤：

S1、根据高铁白车身的外部型面特征、表面拉丝纹路和平整度加工要求，选取适合的拉丝工具安装在机器人的执行末端；

S2、设定各个机器人的拉丝作业区域，并为机器人之间增设信号传输，避免出现机器人干涉与碰撞；

S3、根据高铁白车身表面不同区域的加工工艺要求，对负责加工不同区域的机器人设定相应的加工过程参数，并设定对应的表面平整度参考参数；

S4、机器人夹持拉丝工具加工高铁白车身，拉丝时力控机构实时监测实际法向力F_n，若实际法向力F_n处于设定的参考力范围[F_r-k，F_r+k]之外，则控制机器人的进给速度和拉丝滚轮的旋转速度，使实际法向力F_n处在参考力范围[F_r-k，F_r+k]之内。

8.一种根据权利要求7所述的基于机器人手眼控制的高铁白车身自动化拉丝方法，其特征在于，采用权利要求3中所述的基于机器人手眼控制的高铁白车身自动化拉丝装置，还包括步骤S5、将视觉检测机构安装在拉丝工具上，当拉丝加工完成后，使用视觉检测机构对高铁白车身拉丝集成后的表面平整度进行在线检测，若检测结果达到所允许的平整度质量要求，则结束整个拉丝作业，若检测结果不符合所允许的平整度要求，则进行二次拉丝作业，直至符合表面质量要求。

9.一种根据权利要求8所述的基于机器人手眼控制的高铁白车身自动化拉丝方法，其特征在于，所述表面平整度是一个关于法向力F_n、机器人进给速度v_f、拉丝轮的转速v_s和高铁白车身材料m有关的函数。