[發(fā)明專利]一種大型風(fēng)電葉片多機(jī)器人協(xié)同打磨系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510859697.2
• 申請(qǐng)日: 2015-12-01
• 公開（公告）號(hào): CN105538095B
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 嚴(yán)思杰;張海洋;徐小虎;朱大虎;丁漢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無錫中車時(shí)代智能裝備有限公司
• 主分類號(hào): B24B19/14
• 分類號(hào): 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

本發(fā)明公開一種大型風(fēng)電葉片多機(jī)器人協(xié)同打磨系統(tǒng)及方法，其中該打磨系統(tǒng)包括工件水平導(dǎo)軌、N個(gè)機(jī)器人打磨單元、機(jī)器人控制柜及系統(tǒng)控制柜。每個(gè)所述機(jī)器人打磨單元均包括兩臺(tái)機(jī)器人及與每臺(tái)機(jī)器人對(duì)應(yīng)的豎直導(dǎo)軌、打磨頭、掃描測(cè)量儀、力控裝置。本發(fā)明通過控制指令實(shí)現(xiàn)工件水平導(dǎo)軌、豎直導(dǎo)軌和機(jī)器人的協(xié)同運(yùn)動(dòng)，機(jī)器人帶動(dòng)打磨頭按照規(guī)劃路徑打磨工件，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)機(jī)器人打磨單元的兩臺(tái)機(jī)器人協(xié)同作業(yè)，保證打磨頭同時(shí)打磨并同時(shí)離開葉片表面，使葉片兩側(cè)的打磨壓力基本抵消，有效地減小了葉片的變形，提高了葉片表面質(zhì)量和加工效率。本發(fā)明具有自動(dòng)化程度高、安全穩(wěn)定、高效率高柔性、具有可移植性的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及大型工件打磨技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種大型風(fēng)電葉片多機(jī)器人協(xié)同打磨系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的關(guān)鍵核心部件之一，風(fēng)電葉片在能源行業(yè)有著廣泛應(yīng)用，其制造水平代表著國家制造業(yè)的核心競(jìng)爭力。風(fēng)電葉片大多采用玻璃纖維增強(qiáng)聚醋樹脂、玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂以及涂料等難加工復(fù)合材料，設(shè)計(jì)為復(fù)雜的三維扭曲曲面，主要經(jīng)過陽模-翻陰模-鋪層-加熱固化-脫模-打磨表面-噴漆等工藝，周期長、制造難度大。風(fēng)電葉片在脫模完成后，其型面處幾乎普遍需要打磨。目前傳統(tǒng)的風(fēng)電葉片打磨依然主要是采用人工打磨作業(yè)的方式，依靠工人經(jīng)驗(yàn)來操作完成，由此帶來諸如人工打磨生產(chǎn)效率低(需配置多名員工連續(xù)作業(yè)、人工勞動(dòng)強(qiáng)度大)、員工工作環(huán)境惡劣(粉塵危害嚴(yán)重，需佩戴防毒面罩作業(yè))、操作穩(wěn)定性差(打磨效果易受員工狀態(tài)、情緒、熟練程度等的影響)、成本費(fèi)用高等問題。雖然，工業(yè)應(yīng)用中存在一些商品化機(jī)器人打磨系統(tǒng)，但它們均是針對(duì)小型工件。對(duì)于風(fēng)電葉片類大型工件的打磨作業(yè)，由于存在其尺寸范圍大、外形多變，且葉尖部位加工易變形等問題，迄今為止其表面打磨加工尚未出現(xiàn)完善的機(jī)器人自動(dòng)打磨系統(tǒng)解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于通過一種大型風(fēng)電葉片多機(jī)器人協(xié)同打磨系統(tǒng)及方法，來解決以上背景技術(shù)部分提到的問題。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種大型風(fēng)電葉片多機(jī)器人協(xié)同打磨系統(tǒng)，其包括工件水平導(dǎo)軌、N個(gè)機(jī)器人打磨單元、機(jī)器人控制柜及系統(tǒng)控制柜，其中N為正整數(shù)；待打磨葉片安裝在所述工件水平導(dǎo)軌上，所述工件水平導(dǎo)軌的滑動(dòng)帶動(dòng)所述葉片在水平方向移動(dòng)；每個(gè)所述機(jī)器人打磨單元均包括兩臺(tái)機(jī)器人及與每臺(tái)機(jī)器人對(duì)應(yīng)的豎直導(dǎo)軌、打磨頭、掃描測(cè)量儀、力控裝置，與所述兩臺(tái)機(jī)器人對(duì)應(yīng)的豎直導(dǎo)軌對(duì)稱豎直安裝在所述葉片兩側(cè)，所述兩臺(tái)機(jī)器人各自安裝在與其對(duì)應(yīng)的豎直導(dǎo)軌上，通過豎直導(dǎo)軌帶動(dòng)機(jī)器人沿豎直方向移動(dòng)，所述打磨頭、掃描測(cè)量儀、力控裝置安裝在與其對(duì)應(yīng)的機(jī)器人上；所述機(jī)器人打磨單元中的兩個(gè)打磨頭與葉片的接觸位置對(duì)稱分布在該葉片兩側(cè)；所述機(jī)器人控制柜與機(jī)器人打磨單元中的兩臺(tái)機(jī)器人連接，生成機(jī)器人移動(dòng)控制指令，控制機(jī)器人帶動(dòng)打磨頭按照規(guī)劃路徑進(jìn)行打磨作業(yè)；所述系統(tǒng)控制柜與工件水平導(dǎo)軌、機(jī)器人控制柜、機(jī)器人打磨單元中的豎直導(dǎo)軌連接，控制所述工件水平導(dǎo)軌和所述豎直導(dǎo)軌的伺服電機(jī)的啟動(dòng)、停止及轉(zhuǎn)速。

特別地，所述大型風(fēng)電葉片多機(jī)器人協(xié)同打磨系統(tǒng)還包括葉片夾持裝置，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(dǎo)軌上。

特別地，根據(jù)所述機(jī)器人打磨單元中機(jī)器人的有效工作范圍，通過路徑規(guī)劃軟件將所述待打磨葉片劃分為若干工段，并將每個(gè)工段劃分為若干打磨區(qū)域；在系統(tǒng)控制柜控制下，所述工件水平導(dǎo)軌帶動(dòng)葉片移動(dòng)以使各工段依次進(jìn)入機(jī)器人工作空間，所述豎直導(dǎo)軌帶動(dòng)機(jī)器人移動(dòng)使機(jī)器人依次到達(dá)葉片的各打磨區(qū)域。

特別地，所述工件水平導(dǎo)軌在系統(tǒng)控制柜控制下移動(dòng)的距離與打磨工段的長度相等，確保下一打磨工段全部進(jìn)入機(jī)器人工作范圍。

特別地，所述機(jī)器人控制柜包括一套控制系統(tǒng)和兩套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，控制、驅(qū)動(dòng)機(jī)器人打磨單元中兩臺(tái)機(jī)器人的協(xié)同作業(yè)；所述兩臺(tái)機(jī)器人根據(jù)機(jī)器人控制柜輸出的機(jī)器人移動(dòng)控制指令，帶動(dòng)打磨頭打磨并在打磨完成后同時(shí)離開葉片。