[發明專利]一種自動飛邊切割機及其控制方法

有效

• 申請號: 202110442037.X
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113601259B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 李國良;崔成勇;顏晨;李成良;崔俊偉;王玉通;陳曉亮;張振
• 申請（專利權）人: 中材科技（邯鄲）風電葉片有限公司
• 主分類號: B23Q17/00
• 分類號: B23Q17/00;B23Q15/00;B23Q11/00
• 代理公司: 石家莊開言知識產權代理事務所(普通合伙) 13127
• 代理人: 李志民

本發明涉及一種自動飛邊切割機及其控制方法，切割機主要由AGV小車、視覺識別相機、切割工具、除塵系統和控制系統構成。AGV小車上設有空壓機、卷纜機、除塵機、機器人控制柜、AGV控制柜、電控柜和機械臂。AGV小車為承載機械臂、切割工具、除塵設備和切換的平臺。控制方法為，控制系統操控機械臂的工作狀態，調整切割工具沿切割線進行切割，機械臂的工作狀包括初始態、檢測態、切割態。初始態時機械臂收回，避免發生碰撞。檢測態時伸出機械臂沿切割線運動，記錄三維坐標。切割態時刀具沿切割線隨形切割。本發明優化了飛邊切割機的結構，自動調整切割工具的位置，對葉片飛邊進行劃線識別和切割，提高了切邊的質量、生產的柔性和智能化程度。

技術領域

本發明屬于工業加工技術領域，涉及一種自動飛邊切割機及其控制方法。

背景技術

風電葉片是通過上葉片和下葉片在不同的模具內成型后合模粘接而成。由于生產工藝的局限性，合模縫的粘接處，會有多余的玻璃鋼飛邊，對葉片的性能和外形有很大的影響。因此成型后的葉片需要準確切除多余的飛邊后才能進入下一道工序。

目前，風電葉片的切邊生產過程中，主要存在問題是：生產過程中通常采用人工手動切割，工人切邊作業之前，需要仔細檢查切邊位置，確定切邊的姿態和刀具切割軌跡，同時佩戴防灰塵的面具，穿戴特制工作服。一名切邊工人手持電動馬達、氣動馬達驅動的切割機，按照預先規劃好的路徑切割葉片，另外一人手持吸塵器，跟隨切邊人員移動，吸走切割產生的灰塵。對于局部位置較高部位的飛邊，工人需通過高架平臺進行葉片的邊緣切割，人工作業強度高，作業時間長。并且在葉片切割過程中，揚塵收集效率低，車間作業環境差，不能滿足環保需求，切邊流程存在極大的安全隱患和職業健康風險。

授權號為CN106424939B的發明專利公開的“一種風電葉片前后緣全氣動切割設備”對切邊工具進行了改進，一定程度上降低了人工作業強度，提高了工具的機械化程度，但本質上任然是手工作業，勞動強度和切割精度沒有得到根本性改善。授權號為CN206335630U的實用新型專利涉及一種“風電葉片切邊專用帶鋸”，在切割工具部分加裝了攝像頭來監測切割信息并傳送給控制器，控制器控制切割工具的轉動以及位置，但是存在需要人工調整切割位置，人工識別切割軌跡等問題，對不同型號的葉片外形適應性差，需要人工頻繁調整，設備智能化水平較低，不能滿足未來風電葉片自動化生產需求。

專利公開號為CN109501084A發明專利申請提出了一種使用移動式機器人的切邊設備，機器人平臺需要安裝導軌，葉片在切割過程中需要采用旋轉支撐設備進行旋轉，預先對葉片外形輪廓進行掃描。該專利費時費力，且不利于車間布局經常調整的工況。

發明內容

本發明的目的是提供一種自動飛邊切割機，優化飛邊切割機的結構，自動調整切割工具的位置和對葉片飛邊進行劃線識別，沿切割線進行切割，提高生產的柔性和智能化程度，避免人工操作造成的誤差，提高切邊的質量。本發明另一目的是提供一種自動飛邊切割機的控制方法。

本發明的技術方案是：自動飛邊切割機，主要由AGV小車、視覺識別相機、切割工具、除塵系統和控制系統構成。AGV小車上設有空壓機、卷纜機、除塵機、機器人控制柜、AGV控制柜、電控柜和機械臂。除塵系統包括廢料筐、除塵機和吸塵口，廢料筐安裝在AGV小車側面靠近葉片位置，隨AGV小車移動收集切斷后掉落的飛邊。切割工具包括切刀和切割頭，切刀安裝在切割頭，視覺識別相機、吸塵口和切割頭位于機械臂的末端，吸塵口通過除塵機連接到廢料筐。控制系統包括機器人控制柜、AGV控制柜和系統集成控制柜。AGV小車為承載機械臂、切割工具、除塵設備和工作位置切換的平臺。

視覺識別相機拍攝切割線圖像，計算切割線中心的平面位置，結合拍攝時視覺識別相機與飛邊的垂直距離，換算出切割線的三維坐標，并疊加到機械臂坐標系中，計算出刀具切割時的行走軌跡，結合AGV小車初始位置與葉片之間的距離，計算出AGV小車和葉片保持恒定水平距離的運動軌跡。