[发明专利]一种基于线型跟踪的型钢打磨装置及其使用方法

权利要求书

1.一种基于线型跟踪的型钢打磨装置，其特征在于，所述型钢打磨装置包括：

滑座支架，所述滑座支架固定有沿Z方向设置的第一导轨；

框架，所述框架与所述第一导轨垂直连接，并能在所述第一导轨上沿Z方向移动，所述框架的一侧固定有沿Y方向设置的第二导轨，第二导轨连接有打磨单元，所述打磨单元能够在所述第二导轨上沿Y方向移动，包括激光头及激光传感器，所述滑座支架及第一导轨沿与型钢长度方向平行的X方向行进，激光头的激光束对型钢侧边处进行打磨；

控制单元，激光传感器实时测定其与打磨点的相对距离并反馈至所述控制单元，当相对距离偏离设定值时，所述控制单元控制所述框架及打磨单元的移动，以修正所述激光头的位置确保激光束照射位置准确。

2.根据权利要求1所述的型钢打磨装置，其特征在于，所述激光头的数量为2个，分别对型钢侧边处相对的上下表面进行打磨。

3.根据权利要求1所述的型钢打磨装置，其特征在于，所述激光传感器的数量为2个，包括第一激光传感器及第二传感器，分别用于测量其与侧边处的表面、侧边处的侧壁的相对距离。

4.根据权利要求3所述的型钢打磨装置，其特征在于，所述第一激光传感器的接收光路垂直于所述侧边表面，用于提供所述框架沿Z方向移动的判断指征；所述第二激光传感器的接收光路垂直于所述侧边侧壁，用于提供所述打磨单元沿Y方向移动的判断指征。

5.根据权利要求1所述的型钢打磨装置，其特征在于，所述滑座支架沿X方向的运动、以及框架沿Z方向的运动均通过伺服电机提供动力，并通过矩形齿条实现动力传输；所述打磨单元沿Y方向移动通过滚珠丝杠步进电机提供动力，并通过丝杠实现动力传输。

6.根据权利要求1所述的型钢打磨装置，其特征在于，所述打磨单元还包括激光安装板、防护罩，激光头通过激光头滑块板及安装法兰与所述激光安装板连接。

7.根据权利要求1所述的型钢打磨装置，其特征在于，所述第一导轨的一侧固定有导轨滑块，以套设于导轨上实现沿X方向运动。

8.一种如权利要求3所述的型钢打磨装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

型钢上料完成后，激光头和激光传感器由打磨单元带动先沿Z方向移动，再由滑座支架带动沿X方向移动，此时都是匀速运动；沿Z方向移动一定距离到达设定位置后停止，此时仅沿X方向移动，直到第一激光传感器从型钢上方经过并且测量到其与型钢上表面的相对距离，此时停止X方向移动，在伺服电机带动下激光头和激光传感器沿方向移动，移动的方向依据此时测量的距型钢上表面的距离，直到第一激光传感器测量值到达设定值；此时由于第一激光传感器和第二激光传感器相对位置保持不变，第二激光传感器正好处于型钢侧边处的侧壁厚度中间位置，并且测得其与侧边处侧壁的相对距离；在滚珠丝杠步进电机的带动下框架沿Y方向移动，调整激光头和激光传感器与侧边处侧壁的相对距离到达设定距离，此时其与型钢上表面和侧壁相对位置都达到设定距离，型钢端部寻位完成。

9.根据权利要求8所述的使用方法，其特征在于，还包括如下步骤：

型钢端部寻位完成后，滑座支架带动激光头和激光传感器沿X方向移动，并启动激光头，激光头发出激光对型钢侧边处进行打磨清洗；型钢侧边处由于型钢存在一定程度的变形，其侧边线型为曲线，一旦打磨单元沿X方向匀速运动，激光头和激光传感器与型钢上表面和侧壁相对位置发生改变，此时需要通过第一激光传感器和第二激光传感器检测到的值实时调整其与型钢的相对位置保证激光清洗型钢底漆的有效性；对于很薄的型钢，需要先通过伺服电机调整打磨单元在Z方向的相对位置，保证第二激光传感器对中型钢侧壁，才能检测到正确的相对距离；然后通过滚珠丝杠步进电机调整打磨单元在Y方向的相对位置，这样激光头和激光传感器与型钢的相对位置在激光清洗过程中保持不变，第一激光传感器和第二激光传感器的检测值也总是处在设定值范围内，从而达到在激光清洗过程中跟踪型钢的线型。

10.根据权利要求9所述的使用方法，其特征在于，还包括如下步骤：

型钢清洗过程中，由于型钢线型影响，第一激光传感器的值总在设定值附近不断的变化，但都是连续的变化；打磨单元沿X方向逐步清洗至型钢末端时，第一激光传感器的值会发生突变，超出设定的区间，此时可以判定打磨单元到达型钢末端；整个装置不再向X方向匀速移动，同时打磨单元也不向Z方向和Y方向移动，此时关闭激光器，激光头不再出光清洗型钢，至此型钢的打磨清洗完成。