[發明專利]一種基于自適應控制的焊縫混合打磨方法及系統

在審

• 申請號: 202011459900.4
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112605663A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 楊濤;周曾明;莊園;胡俊成;左玉達
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: B23P23/04
• 分類號: B23P23/04;B24B1/00;B24B9/04;B24B51/00;B24B49/00;B24B47/20;B23C3/00;B23C9/00;B23Q5/32
• 代理公司: 成都眾恒智合專利代理事務所(普通合伙) 51239
• 代理人: 黃芷

本發明提供一種基于自適應控制的焊縫混合打磨方法及系統。該方法包括一道焊縫銑削粗加工和一道焊縫磨削精加工；在焊縫銑削粗加工過程中，通過銑削位置檢測單元與控制中心的實時反饋調節實現焊縫加工的自適應控制，保證銑削粗加工完成后的焊縫余高為銑削目標焊縫余高；在焊縫磨削精加工過程中，通過磨削位置檢測單元與控制中心的實時反饋調節實現焊縫加工的自適應控制，保證磨削精加工完成后的焊縫余高為磨削目標焊縫余高。該系統包括：銑削子系統、磨削子系統、控制中心。采用該方法及系統進行焊縫打磨加工，能夠有效避免加工過程中打磨不充分及母材擦傷的情況，增加磨削工具的使用壽命，并且能夠快速得到高質量的打磨表面。

技術領域

本發明涉及機器人打磨加工領域，特別涉及一種基于自適應控制的焊縫混合打磨方法及系統。

背景技術

傳統人工打磨由于焊縫打磨動作單調，工人難以長時間集中精力工作，導致工作效率低，可靠性差，連續性無法保持穩定，人工打磨的好壞主要依靠工人技術水平的高低，因此打磨工藝質量穩定性差，尤其對于焊接行業。隨著工業機器人的應用領域越來越廣泛，越來越呈現出工業機器人逐步代替人工打磨勞動力的趨勢。

工業機器人打磨需要配備主軸，以較高的打磨轉速保證打磨的完成度。對于焊縫過高的部位，以較高的打磨轉速完成打磨，這對于打磨工具的損耗巨大，降低了打磨工具壽命，增大了打磨工具換替頻率，大大提高了打磨成本。銑削加工雖然作為一種常見的金屬冷加工方式，但與磨削加工相似，均是通過主軸驅動刀具產生高速旋轉進行切削加工，這為銑削與磨削在一個系統控制下工作提供了可能性。因此，在對焊縫進行磨削加工前，可以先對焊縫進行一個銑削粗加工，快速降低焊縫余高，降低打磨難度。

同時，由于焊接工件表面的起伏，為保證焊接過程的穩定性，焊縫寬度與高度不是絕對均勻的，此種情況下，銑削預加工得到的焊縫余高亦會有起伏，在此基礎之上，對起伏較大的焊縫部位進行打磨會有打磨不充分或擦傷母材的情況出現。

因此，為了保證被加工工件表面質量均一且穩定，提出一種結合銑削、磨削兩種材料切削方式，并且在銑削與磨削過程中能夠不斷調整進給量的焊縫混合打磨方法及系統是非常有必要的。

發明內容

本發明的第一發明目的：結合銑削、磨削兩種材料切削方式，提出一種在銑削與磨削過程中能夠不斷調整進給量的焊縫混合打磨方法，以實現具有較大焊縫高度與起伏的焊縫的快速高精度打磨。

本發明實現其第一發明目的所采取的技術方案是：一種基于自適應控制的焊縫混合打磨方法，所述方法包括一道焊縫銑削粗加工和一道焊縫磨削精加工；

在焊縫銑削粗加工過程中，通過銑削位置檢測單元與控制中心的實時反饋調節實現焊縫加工的自適應控制，保證銑削粗加工完成后的焊縫余高為銑削目標焊縫余高；所述銑削目標焊縫余高是指銑削粗加工完成后焊縫高出打磨工件母材表面的目標距離；

在焊縫磨削精加工過程中，通過磨削位置檢測單元與控制中心的實時反饋調節實現焊縫加工的自適應控制，保證磨削精加工完成后的焊縫余高為磨削目標焊縫余高；所述磨削目標焊縫余高是指磨削精加工完成后焊縫高出打磨工件母材表面的目標距離。

進一步，所述方法包括具體步驟如下：

S1、預設混合打磨工藝參數；所述混合打磨工藝參數包括：打磨路徑；目標銑削距離，記為X₀；目標銑削進給量，記為D₀；目標磨削距離，記為Y₀；目標磨削進給量，記為T₀；

所述目標銑削距離是銑削粗加工過程中，銑削工具與打磨工件母材表面的目標距離，且所述目標銑削距離減去所述目標銑削進給量等于所述銑削目標焊縫余高；

所述目標磨削距離是磨削精加工過程中，磨削工具與打磨工件母材表面的目標距離，且所述目標磨削距離減去所述目標磨削進給量等于所述磨削目標焊縫余高；

S2、銑削工具行進到目標位置，開始銑削粗加工；