[發(fā)明專利]帶有結(jié)構(gòu)光檢測(cè)的三割炬機(jī)器人H型鋼切割裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710988473.0
• 申請(qǐng)日: 2017-10-21
• 公開（公告）號(hào): CN107498142A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙展朔軒興信息科技有限公司
• 主分類號(hào): B23K7/00
• 分類號(hào): B23K7/00;B23K7/10;B23K37/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種帶有結(jié)構(gòu)光檢測(cè)的三割炬機(jī)器人H型鋼切割裝置。

背景技術(shù)

大型工程中常常需要鋼結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)作為支撐，如：化工行業(yè)的大量管廊和罐體結(jié)構(gòu)支撐、塔體設(shè)備支架；冶金行業(yè)煉鋼平臺(tái)、高爐框架；陸地和海洋石油鉆井平臺(tái)、車輛、倉(cāng)儲(chǔ)式大型超市、橋梁隧道等大型施工；地下工程的鋼樁及支護(hù)結(jié)構(gòu)。這種框架結(jié)構(gòu)由各種規(guī)格型鋼搭接而成，其中H型鋼由于截面經(jīng)濟(jì)合理、性能優(yōu)越、加工制作和施工安裝工藝簡(jiǎn)單、方便、快捷，成為各種規(guī)格型鋼中使用最廣泛的一種。因此，一種能夠切割出各種端頭形式以滿足工程焊接需要的H型鋼加工設(shè)備尤為重要。但目前能完成此種切割的技術(shù)還不成熟，極大的制約了國(guó)家建設(shè)事業(yè)的發(fā)展。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于H型鋼切割機(jī)已有較多研究。從單車、單割炬，到三個(gè)割炬同時(shí)切割，同時(shí)也有多自由度機(jī)器人切割。實(shí)際使用中，H型鋼往往存在形狀誤差，如腹板的平面度不高、翼板的平面度直線度不高，割炬在切割腹板時(shí)，如認(rèn)為腹板是理想的平面，那么割炬與腹板之間的距離總是在變化，過(guò)遠(yuǎn)會(huì)造成切不透，過(guò)近會(huì)導(dǎo)致熄弧，切口中翻滾出的鐵漿也可能黏結(jié)在割炬槍口而堵塞割炬，從而損壞割槍。更有情況：因割槍碰觸型鋼，手臂受力過(guò)大，損環(huán)設(shè)備，這又給切割設(shè)備提出了補(bǔ)償誤差的要求。現(xiàn)有的一種CG1-2型H型鋼切割機(jī)，是單車、單割炬切割，其割炬的自由度較低。歐洲發(fā)明專利：WO2004/041476公開了一種三割炬切割機(jī)。由于能同時(shí)使用三個(gè)割炬，所以，此設(shè)備能同時(shí)對(duì)腹板和翼板進(jìn)行切割，很大程度上提高了生產(chǎn)效率，但同樣受到割炬自由度的限制。且上述兩種切割機(jī)均沒(méi)有誤差檢測(cè)裝置。中國(guó)專利02151075.X公開了一種“機(jī)器人型鋼切割與劃線生產(chǎn)系統(tǒng)”，其主要包括：切割電源、劃線電源、型鋼、平臺(tái)、六軸機(jī)器人、軌道、工作臺(tái)，在工作臺(tái)的一側(cè)，安裝有一個(gè)沿工作臺(tái)縱向的軌道，在軌道上設(shè)置一個(gè)可移動(dòng)平臺(tái)，在平臺(tái)上設(shè)置六軸機(jī)器人，六軸機(jī)器人在其運(yùn)行軌道上沿放置在工作臺(tái)上的型鋼的縱向方向可往復(fù)移動(dòng)工作。這種生產(chǎn)系統(tǒng)最大限度地利用了六軸機(jī)器人的柔性控制特點(diǎn)，又避免了復(fù)雜的非標(biāo)準(zhǔn)輔助裝置的設(shè)計(jì)與制造，所以，達(dá)到了低投資情況下的精度造船型鋼的生產(chǎn)問(wèn)題。并且，在機(jī)器人末端安裝有激光檢測(cè)設(shè)備，通過(guò)掃描的方式獲取型鋼的尺寸特征。然后根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)割炬軌跡進(jìn)行修正。但這種采用激光掃描的辦法，如果要獲得詳細(xì)的尺寸，仍需要掃描很多次，在一定程度上增加了輔助時(shí)間。從中可以看到一個(gè)割炬仍存在效率的問(wèn)題。

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn)，而提供一種帶有結(jié)構(gòu)光檢測(cè)的三割炬機(jī)器人H型鋼切割裝置，其不僅提高了割炬的自由度及割炬效率；而且，通過(guò)結(jié)構(gòu)光檢測(cè)裝置能夠檢測(cè)出所切型鋼的截面形狀，并與理想的型鋼截面形狀進(jìn)行比較，從而對(duì)切割機(jī)割炬軌跡進(jìn)行修正。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種帶有結(jié)構(gòu)光檢測(cè)的三割炬機(jī)器人H型鋼切割裝置，設(shè)有加工平臺(tái)，在加工平臺(tái)的縱向側(cè)面安裝有平行軌道，在軌道上設(shè)置一個(gè)可移動(dòng)的支架，支架上安裝有數(shù)個(gè)機(jī)器人，其特征在于：各機(jī)器人的末端分別安裝有一割炬；支架上還安裝有一結(jié)構(gòu)光檢測(cè)裝置，結(jié)構(gòu)光檢測(cè)裝置與計(jì)算機(jī)相連。

所述結(jié)構(gòu)光檢測(cè)裝置是由結(jié)構(gòu)光發(fā)生裝置和圖像采集裝置組成，結(jié)構(gòu)光發(fā)生裝置和圖像采集裝置分別安裝在支架上。

所述機(jī)器人包括：一號(hào)大臂、一號(hào)小臂、一號(hào)絲杠，一號(hào)大臂的一端安裝在支架的凹槽內(nèi)，一號(hào)大臂的另一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接一號(hào)小臂的一端，且一號(hào)小臂的旋轉(zhuǎn)平面與一號(hào)大臂的旋轉(zhuǎn)平面平行；一號(hào)小臂的另一端安裝有一號(hào)絲杠，且一號(hào)絲杠的軸線與一號(hào)小臂的旋轉(zhuǎn)平面垂直；一號(hào)割炬固定在一號(hào)絲杠的一端，且一號(hào)割炬在空間具有四個(gè)自由度，即：三個(gè)平動(dòng)、一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述機(jī)器人包括：二號(hào)大臂、二號(hào)小臂、二號(hào)絲杠，二號(hào)大臂的一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在支架的上部，二號(hào)大臂的另一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接二號(hào)小臂的一端，且二號(hào)小臂可繞其安裝端旋轉(zhuǎn)；二號(hào)小臂的另一端安裝有二號(hào)絲杠，二號(hào)割炬安裝在二號(hào)絲杠的一端，且二號(hào)割炬可以繞其安裝端旋轉(zhuǎn)，即：在包含二號(hào)絲杠軸線的一個(gè)固定平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以，二號(hào)割炬在空間具有五個(gè)自由度，即三個(gè)平動(dòng)、二個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述一號(hào)絲杠為可進(jìn)行螺旋副及只旋轉(zhuǎn)不升降或只升降不旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)的復(fù)合絲杠。

所述二號(hào)絲杠為可進(jìn)行螺旋副及只旋轉(zhuǎn)不升降或只升降不旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)的復(fù)合絲杠。

所述結(jié)構(gòu)光發(fā)生裝置產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)光L垂直的投射到H型鋼表面；且結(jié)構(gòu)光發(fā)生裝置與圖像采集裝置保持一設(shè)定距離，同時(shí)，圖像采集裝置與結(jié)構(gòu)光發(fā)生裝置產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)光L形成一設(shè)定的角度。