[發明專利]一種控制管道打磨機器人的系統及方法

有效

• 申請號: 202010105035.7
• 申請日: 2020-02-20
• 公開（公告）號: CN111300194B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 李耀楠;王東;鄭爽;陳李華;胡小立;朱德才;陳和平;王志東;譚文良;馬立民;李予衛;楊偉光
• 申請（專利權）人: 深圳市智能機器人研究院;中廣核工程有限公司
• 主分類號: B24B9/00
• 分類號: B24B9/00;B24B27/00;B24B51/00;B25J11/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 黎揚鵬

本發明公開了一種控制管道打磨機器人的系統及方法，其中方法包括以下步驟：控制打磨機器人沿管道的軸向方向進行爬行，并采集管道內的第一圖像信息；根據第一圖像信息對管道內需要打磨的焊縫進行檢測，并在檢測到焊縫后，控制打磨機器人停止爬行；將打磨機器人固定于管道后，根據預設方式獲取打磨機構與焊縫的距離信息以及焊縫的第二圖像信息，并根據第二圖像信息獲取焊縫的寬度信息；結合距離信息和寬度信息控制打磨機器人進行打磨。本發明通過運動控制模塊結合寬度信息和距離信息實現對焊縫全自動的打磨控制，解決了需要人為控制打磨機器人的問題，降低了控制的成本，提高了控制的效率和質量，可廣泛應用于機器人技術領域。

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，尤其涉及一種控制管道打磨機器人的系統及方法。

背景技術

管道運輸具有高效、低耗、連續輸送、經濟、安全和自動化程度高等優勢，通常長距離的管道通過焊接的方式連接起來，未打磨的管道焊縫會導致管道極易腐蝕、泄露和斷裂。傳統的打磨方式有人工手提普通砂輪機進行打磨、利用打磨機對管道內壁進行打磨，但由于受到管道長度和管道內徑的限制，很多管道的焊縫很難以人工的方式完成打磨工作。隨著機器人技術的發展，現已經有采用機器人對管道進行打磨的機器人，但現在的機器人主要是通過人工進行控制，無法實現全自動的打磨操作，提高了人工成本，而且，人工操作容易出現錯誤的操作，損壞了機器人。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種能夠全自動對管道進行打磨的系統及方法。

本發明所采用的技術方案是：

一種控制管道打磨機器人的系統，包括圖像采集模塊、圖像處理模塊和打磨機器人，所述打磨機器人包括運動控制模塊、測距傳感器和伺服驅動模塊，所述圖像處理模塊分別與圖像采集模塊和運動控制模塊連接，所述運動控制模塊分別與測距傳感器和伺服驅動模塊連接，所述圖像采集模塊和測距傳感器均安裝在打磨機器人的打磨機構上；

所述圖像處理模塊用于采集管道內的圖像信息，并將圖像信息傳輸至圖像處理模塊；

所述圖像處理模塊用于根據圖像信息檢測管道內需要打磨的焊縫，并在檢測到焊縫時，發送停止爬行信息至運動控制模塊，以及根據圖像信息獲取到焊縫的寬度信息后，將寬度信息傳輸至運動控制模塊；

所述測距傳感器用于獲取打磨機構與焊縫的距離信息，并將距離信息傳輸至運動控制模塊；

所述運動控制模塊用于控制打磨機器人在管道內爬行，并在接收到停止爬行信息后，控制打磨機器人停止爬行并固定位置，以及結合寬度信息和距離信息控制打磨機器人對焊縫進行打磨。

進一步，所述伺服驅動模塊包括固定單元、軸向驅動單元、徑向驅動單元、周向驅動單元和爬行驅動單元，所述運動控制模塊分別與固定單元、軸向驅動單元、徑向驅動單元、周向驅動單元和爬行驅動單元連接。

進一步，所述運動控制模塊獲得寬度信息和距離信息后，采用以下方式控制打磨機器人對焊縫進行打磨：

根據寬度信息控制打磨機構沿管道的軸向方向移動至焊縫的正上方；

根據距離信息控制打磨機構沿管道的徑向方向移動至焊縫上；

根據預設的進給程序控制打磨機構沿管道的周向方向對焊縫進行打磨，直至打磨完該焊縫。

進一步，所述周向驅動單元用于獲取并傳輸打磨機構的力矩值至運動控制模塊，所述根據預設的進給程序控制打磨機構沿管道的周向方向對焊縫進行打磨這一步驟，具體包括以下步驟：

A1、控制打磨機構采用第一速度沿周向方向對焊縫進行打磨，并獲取打磨機構的力矩值；

A2、判斷力矩值是否小于第一預設力矩值，若是，返回執行步驟A1；反之，執行步驟A3；