[发明专利]一种焊缝打磨机器人

权利要求书

1.一种焊缝打磨机器人，其特征在于，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。

2.根据权利要求1所述的一种焊缝打磨机器人，其特征在于，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(7)设置在末端输出轴上；

打磨装置包括打磨电机固定弯角(10)、打磨电机气缸(11)、打磨气缸固定板(12)、打磨伺服电机(13)、打磨柄(14)和打磨片(15)，打磨电机固定弯角(10)设置在浮动恒力输出装置(7)上，打磨气缸固定板(12)设置在恒力输出装置设置(7)底部，打磨电机气缸(11)和打磨伺服电机(13)设置在打磨电机固定弯角(10)和打磨气缸固定板(12)之间，打磨柄(14)与打磨片(15)固定连接，打磨柄(14)可拆卸的连接到打磨伺服电机(13)上；

激光焊缝检测系统包括激光扫缝仪固定弯角(8)和激光扫缝仪(9)，激光扫缝仪固定弯角(8)设置在末端输出轴上，激光扫缝仪(9)设置在激光扫缝仪固定弯角(8)上。

3.根据权利要求1所述的一种焊缝打磨机器人，其特征在于，所述换刀机构包括换刀架底座(22)、换刀架工作平台(23)、换刀架支撑横梁(24)、刀架架高支撑(25)和刀具托架(27)，换刀架支撑横梁(24)和换刀架工作平台(23)设置在换刀架底座(22)上端，换刀架工作平台(23)上设有一个以上的刀具托架(27)，刀具托架(27)上设有备用刀片。

4.根据权利要求3所述的一种焊缝打磨机器人，其特征在于，所述换刀架工作平台(23)上设有用于控制备用刀片夹紧或者松开的气动夹头(26)。

5.根据权利要求1所述的一种焊缝打磨机器人，其特征在于，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。

6.根据权利要求1所述的一种焊缝打磨机器人，其特征在于，所述机器人本体两侧设有安全光栅。

7.根据权利要求1所述的一种焊缝打磨机器人，其特征在于，所述机器人本体外部设有水冷机，用于对打磨伺服电机(13)降温。

8.根据权利要求1所述的一种焊缝打磨机器人，其特征在于，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，使焊缝打磨机器人能协同运作。

9.根据权利要求8所述的一种焊缝打磨机器人，其特征在于，包括打磨质量闭环控制算法，步骤如下：

步骤1：打磨前，激光扫缝系统对工件焊缝进行扫描，记录焊缝高度最大允许焊缝高度h₂；

步骤2：记录用户设定打磨次数k；

步骤3：对工件进行打磨，打磨后对工件焊缝高度进行扫描，记录此时焊缝残留高度h₃；

步骤4：判断h₃与h₂大小，若h₃<h₂则跳转至步骤7，若h₃〉h₂则跳转至步骤10；

步骤5：计算已打磨焊缝高度Δh＝h₁-h₃，与每次平均打磨量

步骤6：计算为保证打磨质量，下次打磨操作所需完成打磨量h'＝h₃-h₂；

步骤7：计算下次打磨所需打磨次数：k₁＝int(k(h,/Δh)+0.5)；

步骤8：将打磨次数通过系统协同控制模块，传递给打磨执行机构控制模块，按计算打磨次数执行打磨操作，将工件打磨到位，且可确保无过打磨现象损坏母材；

步骤9：完成打磨操作，跳转至步骤3；

步骤10：激光焊缝检测系统控制模块对焊缝进行检测，若检测结果表明打磨质量符合要求，结束打磨操作。