[發(fā)明專利]一種用于船體分段噴丸除銹智能機(jī)器人集成系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710610203.6
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107378794A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇漢明
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東加德偉自動化有限公司;蘇漢明
• 主分類號: B24C1/08
• 分類號: B24C1/08;B24C1/10;B24C3/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司44102
• 代理人: 林麗明,林瑞云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械制造領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于船體分段噴丸除銹智能機(jī)器人集成系統(tǒng)。

背景技術(shù)

船舶和海洋工程裝備制造，有一個很重要的工序就是需要對其船體分段和海工模塊進(jìn)行防腐蝕的涂裝工作。同樣鋼結(jié)構(gòu)橋梁、鋼結(jié)構(gòu)建筑、大型化工機(jī)械和大型起重機(jī)械等重型機(jī)械制造也需要進(jìn)行防腐蝕的涂裝工作。涂裝工作主要是噴鋼丸除銹和噴防腐油漆。

目前，涂裝車間內(nèi)的涂裝工作主要是依靠人工操作進(jìn)行噴鋼丸除銹和噴防腐油漆。由于在噴鋼丸除銹時產(chǎn)生大量的有害粉塵，以及在噴油漆時也會產(chǎn)生對人有害的漆霧和有機(jī)溶劑氣味，所以油漆工人要全身穿著勞動保護(hù)服裝和戴上厚實(shí)的防護(hù)口罩。因此在這種艱苦和惡劣的環(huán)境下工作，愿意干這種油漆工的人越來越少。

另外，因?yàn)楝F(xiàn)在一般的噴丸除銹的機(jī)器人主要是依賴示教編程，大多數(shù)是采用固定機(jī)械手和使用工裝夾具、變位器等，應(yīng)用在少品種大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品制造上，所以五金加工、摩托車、汽車等小構(gòu)件加工的輕工家電和汽車制造等行業(yè)使用較多。由于船舶和海洋工程裝備制造行業(yè)，以及鋼結(jié)構(gòu)橋梁、鋼結(jié)構(gòu)建筑、大型化工機(jī)械和大型起重機(jī)械等重型機(jī)械制造行業(yè)都是小批量多品種，并且一是產(chǎn)品外形結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外表面有的是不規(guī)則的復(fù)雜彎曲面，內(nèi)部結(jié)構(gòu)有的是半封閉或全封閉的艙室空間復(fù)雜結(jié)構(gòu)；二是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)外形尺寸大，重量重。所以使到機(jī)器人的應(yīng)用很少。

另外，由于船體分段和海工模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)有的是半封閉或全封閉的艙室空間復(fù)雜結(jié)構(gòu)，有的船體肋板或壁板結(jié)構(gòu)僅是開個人孔，人要彎腰跨腿才穿越過去。在這種半封閉或全封閉的空間復(fù)雜結(jié)構(gòu)內(nèi)涂裝工人要進(jìn)行噴丸除銹是非常艱苦的工作，而現(xiàn)有的噴丸除銹機(jī)器人不適用，并且要開發(fā)這種高度智能和高度仿真人的機(jī)器人，一是還沒有，二是開發(fā)成本也是這種制造行業(yè)無法承受得起。因此需要針對這種半封閉或全封閉的空間復(fù)雜結(jié)構(gòu)開發(fā)一種既簡單又實(shí)用、成本不高、便攜式、小型化、移動式智能噴丸除銹機(jī)器人集成系統(tǒng)。讓機(jī)器人代替人作噴丸除銹這種艱苦繁重的勞動，而人只作一些輕松的輔助工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決目前造船、海洋工程、橋梁鋼結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)建筑、化工機(jī)械和起重機(jī)械等重型機(jī)械制造行業(yè)的涂裝很少使用或無法應(yīng)用噴丸除銹機(jī)器人的問題，提出一種船體分段噴丸除銹智能機(jī)器人集成系統(tǒng)。應(yīng)用船體分段噴丸除銹智能機(jī)器人小車運(yùn)動路徑XYZ坐標(biāo)信息和運(yùn)動路徑平臺工裝，利用智能機(jī)器人無人化船體分段涂裝車間系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)總控制系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，按照船體分段噴丸除銹智能機(jī)器人小車運(yùn)動路徑XYZ坐標(biāo)，控制船體分段噴丸除銹智能機(jī)器人小車，在運(yùn)動路徑平臺工裝上移動到需要噴丸除銹位置，再通過視覺系統(tǒng)控制機(jī)械手運(yùn)動完成船體分段除銹。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種用于船體分段噴丸除銹智能機(jī)器人集成系統(tǒng),包括機(jī)器人小車、機(jī)械手、視覺檢測設(shè)備、鋼丸噴槍、空氣壓縮機(jī)、鋼丸料斗、機(jī)器人小車運(yùn)動平臺工裝以及計(jì)算機(jī)；所述的機(jī)械手安裝在機(jī)器人小車的頂部；所述的視覺檢測設(shè)備安裝在機(jī)械手底座的前方位置；所述的鋼丸噴槍安裝在機(jī)械手的最前端通過管線纜與空氣壓縮機(jī)、鋼丸料斗相連組成一個完整的噴丸除銹設(shè)備；所述的計(jì)算機(jī)與機(jī)器人小車、機(jī)械手、視覺檢測設(shè)備、噴丸除銹設(shè)備以及機(jī)器人小車運(yùn)動平臺工裝電連接；所述的計(jì)算機(jī)控制機(jī)器人小車在平臺工裝上移動到達(dá)需要噴丸除銹位置，按照視覺檢測設(shè)備識別噴丸除銹前和噴丸除銹后的位置及范圍以及測量機(jī)器人與被噴丸除銹物表面的距離，根據(jù)船體噴丸除銹工藝和標(biāo)準(zhǔn)的要求生成機(jī)械手的運(yùn)動控制軌跡，通過機(jī)械手運(yùn)動控制噴丸除銹設(shè)備進(jìn)行除銹。

在一種優(yōu)選的方案中，所述的機(jī)器人小車是由伺服電機(jī)帶驅(qū)動機(jī)構(gòu)的一種輪式或履帶式滾動小車。由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)按照預(yù)先規(guī)劃好的除銹運(yùn)動路徑XYZ坐標(biāo)，控制機(jī)器人小車在平臺工裝上移動到達(dá)需要除銹位置。

在一種優(yōu)選的方案中，所述的機(jī)械手半徑約為0.6米，小型化、輕量化。安裝在機(jī)器人小車上，構(gòu)成一個可移動式的船體分段噴丸除銹智能小機(jī)器人，人手可以攜帶。

在一種優(yōu)選的方案中，所述的視覺檢測設(shè)備包括圖像獲取裝置、圖像存儲設(shè)備、數(shù)據(jù)處理器以及軟件設(shè)備。

在一種優(yōu)選的方案中，所述的噴丸除銹設(shè)備包括空氣壓縮機(jī)、氣罐、鋼丸料斗、管線纜、鋼丸噴槍，由計(jì)算機(jī)自動控制噴丸除銹設(shè)備進(jìn)行噴丸除銹。