[發(fā)明專利]直焊縫鋼管管端焊縫自動(dòng)修磨機(jī)器人

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010128822.3
• 申請(qǐng)日: 2020-02-28
• 公開（公告）號(hào): CN111644943B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 原小紅;張瑾宇;劉晨;王林軍;馬利;王剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寶雞宇喆工業(yè)科技有限公司
• 主分類號(hào): B24B21/00
• 分類號(hào): B24B21/00;B24B21/18;B24B21/20;B24B49/12;B24B55/00;B24B41/02;B24B27/00;B25J9/16;B25J11/00
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 宋秀珍

提供一種直焊縫鋼管管端焊縫自動(dòng)修磨機(jī)器人。通過在多自由度機(jī)械手執(zhí)行端安裝采用砂帶打磨的Z向直焊縫磨削平臺(tái)，采用砂帶垂直于直焊縫按規(guī)劃圓弧軌跡對(duì)鋼管直焊縫進(jìn)行多道次的同心圓運(yùn)動(dòng)的同時(shí)對(duì)管端直焊縫進(jìn)行多道次精磨，一方面采用砂帶與直焊縫線接觸的高效打磨方式，提高打磨效率；降低打磨成本；另一方面通過Z向直焊縫磨削平臺(tái)對(duì)打磨高度的精確調(diào)節(jié)功能，簡(jiǎn)化機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)針對(duì)鋼管直焊縫的自動(dòng)識(shí)別、高精度、高可靠性、高效快速自動(dòng)打磨使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬作業(yè)運(yùn)輸磨削拋光工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種直焊縫鋼管管端焊縫自動(dòng)修磨機(jī)器人。

背景技術(shù)

直焊縫鋼管是用鋼板一次卷彎成型的具有軸向直焊縫的管材。為了滿足直焊縫鋼管管端下一步鋼管對(duì)接環(huán)焊的焊接質(zhì)量，需要對(duì)直焊縫鋼管管端焊縫進(jìn)行軸向進(jìn)深一定的直焊縫打磨操作，以最大限度滿足鋼管徑向應(yīng)力分布均一化的耐久使用需求。API Spec5L標(biāo)準(zhǔn)和GBT97111—1997標(biāo)準(zhǔn)中均明確規(guī)定：鋼管管端打磨應(yīng)滿足以下需求：焊縫修磨不得傷及母材；修磨后焊縫殘余高度應(yīng)小于0.5mm。

現(xiàn)有技術(shù)下，公開號(hào)為CN109483369A公開的一種具有三維視覺的機(jī)器人打磨系統(tǒng)及其控制方法，以及公開號(hào)為CN109483369A公開的一種具有三維視覺的機(jī)器人打磨系統(tǒng)及其控制方法：上述兩種技術(shù)方案均采用氣動(dòng)打磨技術(shù)；雖然在柔性輸出上具備一定優(yōu)勢(shì)；但是受氣體的可壓縮性影響，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)氣體容易受外界環(huán)境溫度的變化而產(chǎn)生波動(dòng)，導(dǎo)致氣動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率穩(wěn)定性差,導(dǎo)致最終打磨線性度輸出并不理想。不僅如此，受氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣缸摩擦力低速運(yùn)行的嚴(yán)重爬行影響,系統(tǒng)性能并不穩(wěn)定，因此高精度打磨的可靠性受到制約。因此無法滿足不傷母材的高精度高可靠性自動(dòng)打磨使用需求。

此外，公開號(hào)為CN109483369A公開的一種具有三維視覺的機(jī)器人打磨系統(tǒng)及其控制方法，由于采用多自由度機(jī)械手直接攜帶砂輪打磨，由于機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃的精度限制，以及各關(guān)節(jié)軌跡傳感器彈性變形使關(guān)節(jié)產(chǎn)生額外的轉(zhuǎn)角增量，轉(zhuǎn)角增量產(chǎn)生的位移將通過多自由度機(jī)械臂每個(gè)執(zhí)行單元的臂長(zhǎng)被放大，因此，多自由度機(jī)械手直接攜帶磨頭打磨的精度有限，無法完全替代人工打磨所能達(dá)到的技術(shù)要求。

再者，公開號(hào)為CN208117512U公開的一種柔性打磨自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)，雖然實(shí)現(xiàn)了多自由度機(jī)械手執(zhí)行端軸向自動(dòng)補(bǔ)償功能；但是采用砂輪打磨；砂輪與鋼管焊縫呈點(diǎn)接觸打磨，磨削效率低、砂輪更換成本高、機(jī)床功率利用率并不理想。對(duì)此，現(xiàn)有技術(shù)下，缺少針對(duì)直焊縫鋼管管端的直焊縫打磨，采用砂帶打磨，簡(jiǎn)化多自由度機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制的同時(shí)，提高打磨精度，降低打磨成本，實(shí)現(xiàn)直焊縫鋼管管端焊縫的自動(dòng)識(shí)別以及高精度打磨，現(xiàn)提出如下改進(jìn)技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明解決的技術(shù)問題：提供一種直焊縫鋼管管端焊縫自動(dòng)修磨機(jī)器人，通過在多自由度機(jī)械手執(zhí)行端安裝采用砂帶打磨的Z向直焊縫磨削平臺(tái)，通過砂帶與鋼管焊縫垂直呈線接觸的高效打磨方式，提高打磨效率；降低打磨成本；同時(shí)簡(jiǎn)化機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)控制的同時(shí)實(shí)現(xiàn)打磨精度的提高；解決現(xiàn)有技術(shù)中缺少針對(duì)鋼管直焊縫能實(shí)現(xiàn)砂帶式精確打磨設(shè)備的技術(shù)問題。

發(fā)明采用的技術(shù)方案：直焊縫鋼管管端焊縫自動(dòng)修磨機(jī)器人，具有與多自由度機(jī)械手執(zhí)行端固連采用砂帶打磨的Z向直焊縫磨削平臺(tái)；Z向直焊縫磨削平臺(tái)中具有的Z向直焊縫磨削平臺(tái)由法蘭安裝架、X向機(jī)架和相對(duì)X向機(jī)架在Z向垂直升降的三角打磨機(jī)構(gòu)組成；所述法蘭安裝架為空間立體鏤空直角三角形結(jié)構(gòu)；其中一個(gè)水平直角邊頂端面通過水平法蘭盤與六自由度機(jī)械手的執(zhí)行末端在水平面固連為一體，另一個(gè)豎直直角邊與X向機(jī)架水平左端固連為一體；所述X向機(jī)架水平右端安裝相對(duì)X向機(jī)架在Z向垂直升降的三角打磨機(jī)構(gòu)；所述三角打磨機(jī)構(gòu)水平右端外側(cè)底部固定安裝激光輪廓儀；所述法蘭安裝架、X向機(jī)架用鋁合金制成。