[發明專利]一種大型風電葉片多機器人協同打磨系統及方法

有效

• 申請號: 201510859697.2
• 申請日: 2015-12-01
• 公開（公告）號: CN105538095B
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 嚴思杰;張海洋;徐小虎;朱大虎;丁漢
• 申請（專利權）人: 無錫中車時代智能裝備有限公司
• 主分類號: B24B19/14
• 分類號: B24B19/14;B24B27/00;B24B49/00;B24B51/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆;胡彬

1.一種大型風電葉片多機器人協同打磨系統，其特征在于，包括工件水平導軌、N個機器人打磨單元、機器人控制柜、系統控制柜及葉片夾持裝置，其中N為大于等于2的正整數；待打磨葉片安裝在所述工件水平導軌上，所述待打磨葉片通過所述葉片夾持裝置夾緊固定在工件水平導軌上，所述工件水平導軌的滑動帶動所述葉片在水平方向移動；每個所述機器人打磨單元均包括兩臺機器人及與每臺機器人對應的豎直導軌、打磨頭、掃描測量儀、力控裝置，與所述兩臺機器人對應的豎直導軌對稱豎直安裝在所述葉片兩側，所述兩臺機器人各自安裝在與其對應的豎直導軌上，通過豎直導軌帶動機器人沿豎直方向移動，所述打磨頭、掃描測量儀、力控裝置安裝在與其對應的機器人上；所述機器人打磨單元中的兩個打磨頭與葉片的接觸位置對稱分布在該葉片兩側；根據所述機器人打磨單元中機器人的有效工作范圍，通過路徑規劃軟件將所述待打磨葉片劃分為若干工段，并將每個工段劃分為若干打磨區域；在系統控制柜控制下，所述工件水平導軌帶動葉片移動以使各工段依次進入機器人工作空間，所述豎直導軌帶動機器人移動使機器人依次到達葉片的各打磨區域；所述工件水平導軌在系統控制柜控制下移動的距離與打磨工段的長度相等，確保下一打磨工段全部進入機器人工作范圍；所述機器人控制柜與機器人打磨單元中的兩臺機器人連接，生成機器人移動控制指令，控制機器人帶動打磨頭按照規劃路徑進行打磨作業；所述機器人控制柜包括一套控制系統和兩套驅動系統，控制、驅動機器人打磨單元中兩臺機器人的協同作業；所述兩臺機器人根據機器人控制柜輸出的機器人移動控制指令，帶動打磨頭打磨并在打磨完成后同時離開葉片；所述機器人打磨單元中兩個豎直導軌在系統控制柜控制下移動的距離由工段劃分的打磨區域決定，確保下一打磨區域全部進入機器人工作范圍；所述系統控制柜與工件水平導軌、機器人控制柜、機器人打磨單元中的豎直導軌連接，控制所述工件水平導軌和所述豎直導軌的伺服電機的啟動、停止及轉速；所述系統控制柜與機器人控制柜通訊連接，當一個打磨區域打磨完成且所有打磨頭都與葉片脫離接觸后，機器人控制柜與系統控制柜通訊，統控制柜控制豎直導軌帶動與其對應的機器人移動，進入下一打磨區域；當一個打磨工段打磨完成且所有打磨頭都與葉片脫離接觸后，機器人控制柜與系統控制柜通訊，系統控制柜發出指令控制工件水平導軌帶動葉片水平移動，使各工段依次進入機器人的工作空間，豎直導軌帶動機器人移動以使機器人依次到達各打磨區域。

2.一種基于權利要求1所述打磨系統的大型風電葉片多機器人協同打磨方法，其特征在于，包括如下步驟：

S101、根據葉片CAD模型及機器人的工作范圍，規劃打磨路徑；具體包括：

S1010、根據葉片的CAD模型和根據機器人型號確定工作范圍；

S1011、根據葉片CAD模型的長度確定葉片打磨的工段和所需機器人打磨單元的數量；

S1012、在路徑規劃軟件中規劃打磨路徑；

S1013、在RobotStudio仿真軟件中進行系統加工仿真；

S1014、通過仿真判斷是否打磨到位和發生干涉，規劃出合理的打磨路徑

S102、通過調整葉片和機器人的位置打磨葉片不同工段的不同打磨區域，按照所述步驟S101中規劃出的打磨路徑完成對葉片所有工段的打磨；具體包括：

S1020、通過機器人末端的掃描測量儀分段掃描待打磨葉片；

S1021、將實際掃描的模型與理論模型匹配；

S1022、通過標定葉片坐標系和打磨頭的坐標系，建立機器人與裝夾后葉片的位置關系；

S1023、調整葉片和機器人打磨單元的位置，進入第i(i>0)工段的打磨區域；

S1024、機器人打磨單元打磨第i工段的第j(j>0)目標區域；

S1025、調整機器人的位置打磨第i工段的j+1目標區域；

S1026、重復調整機器人的位置打磨第i工段的所有打磨區域；

S1027、第i工段打磨完成后，調整葉片和機器人的位置進入葉片i+1工段的打磨；

S1028、重復調整葉片和機器人位置完成對不同工段所有打磨區域的打磨；

S1029、判斷葉片表面是否打磨到位，若到位則葉片的打磨完成，否則重復打磨不同工段的不同打磨區域。