[發明專利]一種水火彎板智能機器人快速示教系統及方法

有效

• 申請號: 201610695686.X
• 申請日: 2016-08-18
• 公開（公告）號: CN106272447B
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 程良倫;丘文波;徐金雄;岑鵬濤;王濤;利齊律;佘爽;薛智龍
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B25J9/22
• 分類號: B25J9/22
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 楊炳財;屈慧麗

本發明提供一種水火彎板智能機器人快速示教系統，包括：機架組件，機頭組件以及控制裝置；機頭組件設有火槍頭和激光測量裝置；上位機通過人機交互方式，獲取用戶輸入的示教數據信息及火槍頭和加工鋼板之間的預設距離范圍，并將示教數據信息傳輸至多軸運動執行單元；多軸運動執行單元根據獲取的示教數據信息，控制機架組件和機頭組件聯動運行，通過控制機架組件的空間位置及機頭組件的火槍頭姿態，實現對鋼板的線狀加熱成型；能夠將燒板工人的經驗最快最直接有效得教給機器人，讓水火彎板智能機器人的每次燒板效果達到熟練工人的水平，使水火彎板機器人能夠穩定，高效得投入生產，系統簡單易用，開發成本低。

技術領域

本發明涉及造船業水火板加工領域，尤其涉及一種水火彎板智能機器人快速示教系統及方法。

背景技術

水火彎板(線狀加熱成型(line heating或line heat forming))，是一種利用金屬板局部受高溫冷卻后產生的局部熱彈塑性變形而達到整體彎曲的一種成型工藝。廣泛應用于船體外板加工成型。

水火板加工工藝長期靠工人憑經驗的手工操作，存在對經驗依賴性強、加工效率低，加工質量難于保證等問題。

現在船舶市場競爭日趨激烈，各國都開始數控水火彎板自動化裝備的研發，很多大型的船廠都在開發具有專家系統功能的水火彎板自動化裝備。該專家系統能夠根據代加工板和目標板數據，自動生成加工火路數據，但現有的水火彎板專家系統還不完善，會出現計算出的數據不正確或不合理的現象，如加工火路超出板外，加工火路多余或不夠，加工火路順序不合理等情況，而且專家系統開發成本比較高。

現有的水火彎板智能機器人中，還未出現示教功能。如果將傳統的示教方法應用在水火彎板機器人上，一塊普通鋼板的示教時間大概2個鐘左右，耗時大。水火彎板機器人需要對不同的曲率的鋼板進行加工，加工的軌跡是一條不規則的曲線，如果按照一般機器人的示教方法，一條火路需要示教8-10個點，而且每一次示教都需要調整好姿態。一塊鋼板有20條火路，總耗時2個多小時，影響實際工作效率。而且在加工過程中鋼板會發生形變，形變之后會導致一開始示教的運動軌跡出現偏差。

現有的船體外板加工方式有兩種：一種是完全靠工人憑經驗的手工操作，存在對經驗依賴性強、加工效率低，加工質量難于保證等問題。另外一種是開發具有專家系統的水火彎板智能機器人實現自動加工，但是現有的水火彎板專家系統還不完善，會出現計算出的數據不正確或不合理的現象，如加工火路超出板外，加工火路多余或不夠，加工火路順序不合理等情況，而且專家系統開發成本比較高。

發明內容

為了克服上述現有技術中的不足，本發明的目的在于，提供一種水火彎板智能機器人快速示教系統，包括：機架組件，設置在機架組件上的機頭組件以及控制裝置；

機頭組件設有火槍頭和激光測量裝置；

控制裝置包括：多軸運動執行單元，上位機；

所述上位機分別與所述多軸運動執行單元和激光測量裝置連接，上位機用于通過人機交互方式，獲取用戶輸入的示教數據信息及火槍頭和加工鋼板之間的預設距離范圍，并將示教數據信息傳輸至多軸運動執行單元；

所述多軸運動執行單元分別與機架組件和機頭組件電連接，用于根據獲取的示教數據信息，控制機架組件和機頭組件聯動運行，通過控制機架組件的空間位置及機頭組件的火槍頭姿態，實現對鋼板的線狀加熱成型；

所述激光測量裝置用于獲取火槍頭與鋼板之間的預設距離數據信息，并實時測量火槍頭和加工鋼板之間的距離，將測量的火槍頭和加工鋼板之間的距離傳輸至控制裝置，使控制裝置通過多軸運動執行單元控制機架組件和機頭組件聯動運行，將火槍頭和加工鋼板之間的距離保持在預設距離范圍內。

優選地，機架組件包括：兩架并列設置的門字梁，橫跨在兩架門字梁之間，并分別與兩架門字梁連接的水平橫向梁，水平橫向梁上設有豎直縱向梁，機頭組件設置在豎直縱向梁的端部；