[发明专利]一种可移动超快激光加工机器人装备及加工方法

权利要求书

1.一种可移动超快激光加工机器人装备，其特征在于，包括：全向智能移动平台(1)、工业机械臂(2)、集成控制子系统(3)、超快激光末端执行子系统(4)和定位导航子系统(5)；

定位导航子系统(5)，用于对可移动超快激光加工机器人装备进行导航定位，输出可移动超快激光加工机器人装备的实时定位信息；

集成控制子系统(3)，用于根据定位导航子系统(5)输出的实时定位信息，引导全向智能移动平台(1)运动，使可移动超快激光加工机器人装备移动至预定加工站位；以及，通过对工业机械臂(2)和超快激光末端执行子系统(4)的控制，完成对工业机械臂(2)的末端与待加工工件的靶标点的对准，保持激光光束始终在待加工工件表面的聚焦，以及对待加工工件的加工；

全向智能移动平台(1)，用于在集成控制子系统(3)的控制下进行平移和旋转，使可移动超快激光加工机器人装备移动至预定加工站位；

工业机械臂(2)，用于在集成控制子系统(3)控制下运动至加工工位，完成工业机械臂(2)的末端与待加工工件的靶标点的对准，并托举工业机械臂(2)的末端完成对待加工工件的加工；

超快激光末端执行子系统(4)，用于对工业机械臂(2)的末端与待加工工件之间的实时加工位姿信息进行监测，将实时加工位姿信息反馈至集成控制子系统(3)，以便集成控制子系统(3)根据实时加工位姿信息控制工业机械臂(2)和超快激光末端执行子系统(4)，完成工业机械臂(2)的末端与待加工工件的靶标点的对准，对待加工工件的加工，以及在加工过程中实时监测激光光束与待加工工件表面是否聚焦；

其中：

集成控制子系统(3)，包括：

移动机器人控制模块(301)，用于根据定位导航子系统(5)中的定位导航模块(501)输出的可移动超快激光加工机器人装备的实时定位信息和定位导航子系统(5)中的视觉定位模块(502)输出的工业机械臂(2)与待加工工件之间的实时位姿关系，控制全向智能移动平台(1)运动向预定加工站位移动；当根据实时定位信息确定可移动超快激光加工机器人装备位于工作区域，且根据实时位姿关系确定工业机械臂(2)能够完全覆盖预规划的加工区域时，确定可移动超快激光加工机器人装备移动至预定加工站位；

超快激光发生器与供电模块(302)，用于将按照预设脉冲频率、预设脉冲能量和预设脉冲宽度，产生特定波长的激光光束，激光光束沿着盘绕在工业机械臂(2)上的管线输至超快激光末端执行子系统(4)；以及，根据光路传输监测与控制模块(303)返回的反馈控制指令，调整输出的激光光束的脉冲频率、脉冲能量和脉冲宽度至预设脉冲频率、预设脉冲能量和预设脉冲宽度；

光路传输监测与控制模块(303)，用于对超快激光发生器与供电模块(302)输出的激光光束的脉冲频率、脉冲能量和脉冲宽度进行监测，当监测到超快激光发生器与供电模块(302)输出的激光光束的脉冲频率、脉冲能量和脉冲宽度与预设脉冲频率、预设脉冲能量和预设脉冲宽度中的任意一组不一致时，输出反馈控制指令。

2.根据权利要求1所述的可移动超快激光加工机器人装备，其特征在于，定位导航子系统(5)，包括：

定位导航模块(501)，用于确定可移动超快激光加工机器人装备的实时位置，输出可移动超快激光加工机器人装备的实时定位信息；

视觉定位模块(502)，用于确定工业机械臂(2)与待加工工件之间的实时位姿关系，并输出。

3.根据权利要求1所述的可移动超快激光加工机器人装备，其特征在于，超快激光末端执行子系统(4)，包括：

激光发射模块(401)，用于接收超快激光发生器与供电模块(302)输出的特定波长的激光光束，并发射出去；

激光定位模块(402)，用于对待加工工件的靶标点的进行成像，将靶标点成像结果发送至移动机器人控制模块(301)；

激光测距模块(403)，用于根据激光发射模块(401)发射的激光光束在待加工工件表面的投影，确定激光发射模块(401)与待加工工件之间的实时距离，将实时距离发送至移动机器人控制模块(301)；

聚焦自调节模块(404)，用于在移动机器人控制模块(301)的控制下，调整激光发射模块(401)与待加工工件表面之间的距离，使激光发射模块(401)输出的激光光束始终聚焦在待加工工件表面。