[发明专利]一种双机器人联动的无干涉激光冲击强化方法

权利要求书

1.一种双机器人联动的无干涉激光冲击强化方法，其特征在于，该方法采用两台机器人分别夹持和涂水待加工零件，两台所述机器人分别为用于夹持各类零件的工具机器人和用于给加工区域实施涂水的涂水机器人，具体包括如下步骤：

步骤S1：根据脉冲激光束的焦平面距离，确定加工区域；根据零件的外形尺寸和工艺需求，确定安全平面；

步骤S2：编程时依次设置5个子程序段：零件装卸子程序、冲击待命子程序、水射流待命子程序、设定空间位移轨迹子程序和退至安全平面子程序；

所述步骤S2中的子程序分别为：

零件装卸子程序：是指将工具机器人旋转至工作台外的位置，安全操作且便于装卸零件，也是激光冲击强化的起始点；

冲击待命子程序：是指用于调整工具机器人姿态和空间位置，设定激光束与零件的相对位置；

水射流待命子程序：是指用于调整涂水机器人姿态和空间位置，设定水射流、水帘和零件表面的相对位置；

设定空间位移轨迹子程序：是指根据零件外形包络线设定与之匹配的运动轨迹，补偿非均匀曲面与激光束相交产生的激光束焦距和入射角度的变化；

退至安全平面子程序：是指执行各区域冲击强化后，两台机器人依次退至安全平面，再执行后续运动和姿态调整指令，防止光路和机器人之间的干涉；

步骤S3：根据零件的外形特点和强化需求，设计强化区域的形状和位置；

所述步骤S3还包括：按照强化区域的顺序，依次设置Area1，Area2，…AreaN；每个强化区域可设置：不少于一个冲击待命子程序、不少于一个水射流待命子程序、不少于一个设定空间位移轨迹子程序和一个退至安全平面子程序；

步骤S4：根据零件的外形特点和强化需求，每个强化区域可设置多个水射流待命子程序；

所述步骤S4中水射流待命子程序是用于涂水机器人姿态调整和水帘控制，遵循水帘由零件表面均匀过渡至激光冲击区域的原则，需要考虑重力和光路干涉的影响，保证水约束层持续稳定施加；

步骤S5：总程序的执行逻辑是：零件装卸子程序-Area1【冲击待命子程序-水射流待命子程序-设定空间位移轨迹子程序-退至安全平面子程序】-Area2【冲击待命子程序-水射流待命子程序-设定空间位移轨迹子程序-退至安全平面子程序】…AreaN【冲击待命子程序-水射流待命子程序-设定空间位移轨迹子程序-退至安全平面子程序】-零件装卸子程序。

2.根据权利要求1所述的双机器人联动的无干涉激光冲击强化方法，其特征在于，所述工具机器人采用六自由度、承载能力为10至400kg、空间重复定位精度为±0.1mm的工业机器人；所述涂水机器人采用六自由度、载荷能力1至30kg，空间重复定位精度为±0.1mm的工业机器人。

3.根据权利要求1所述的双机器人联动的无干涉激光冲击强化方法，其特征在于，所述步骤S1中的焦平面是由激光系统外光路的参数决定的，焦平面即为激光冲击强化的加工区域；所述步骤S1中的安全平面指机器人在此区域内运动是安全无干涉的。

4.根据权利要求1所述的双机器人联动的无干涉激光冲击强化方法，其特征在于，所述步骤S1中的安全平面设为2至3个零件的最大尺寸。