[發明專利]一種船舶零部件自動打磨方法及系統

在審

• 申請號: 202310567965.8
• 申請日: 2023-05-18
• 公開（公告）號: CN116551472A
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 尹志雙;蔣素琴
• 申請（專利權）人: 江南造船（集團）有限責任公司
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00;B24B27/00;B24B27/033;B24B51/00;B24B49/10;B24B55/00;B25J11/00;G06T7/00;G06T7/13
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 雷紹寧

本申請提供一種船舶零部件自動打磨方法及系統，包括采集各種工件模型及工件信息并匯總入工件數據庫；掃描并分析工件在工作臺的位置，采集工作臺上的工件的圖像信息及工件的高度數據；根據工件編號并結合工件的大致輪廓邊緣在工件數據庫內匹配出工件的類別、輪廓邊緣數據和自由邊打磨數量；設置工件的打磨操作和打磨參數；開始打磨，打磨過程中不斷采集并計算打磨刀頭與工件之間的距離，將計算的距離實時轉換為電流和/或電壓信號，根據電流和/或電壓信號判斷打磨力的大小；記錄最優的打磨數據，后續按照最優打磨數據進行打磨，并在打磨過程中不斷反饋與調整打磨力。提高打磨路徑的精確性和打磨過程的平穩性。

技術領域

本申請涉及船舶零件打磨技術領域，具體而言，涉及一種船舶零部件自動打磨方法及系統。

背景技術

打磨作為船舶總段建造過程中一道重要工序，它是保證零件焊接質量和涂裝要求的重要基礎。傳統的船舶零件打磨主要依靠工人手工打磨的生產方式，用統一打磨工具磨削需清潔的表面，從而實現清除底漆與銹跡的功能。但是打磨過程中粉塵飛舞，噪聲超過100分貝，嚴重影響員工的職業健康，同時大量粉塵會造成設備故障和嚴重損壞。隨著自動化技術的開發，開始嘗試利用機器人進行零件自動打磨，但是機器人打磨過程需要精確尋找到零件的打磨位置，同樣需要平滑地將銳利邊緣處理達到R2標準。由于在現場環境下零件存在灰塵、磨損、撞擊和污染等條件的干涉，同時由于現有視覺采集設備精度的約束，目前機器人的自動化打磨工藝存在打磨質量不佳、打磨邊參差不齊、空磨以及損傷打磨刀頭等技術問題。

發明內容

本申請實施例的目的在于提供種船舶零部件自動打磨方法及系統，其解決了現有的機器人的自動化打磨工藝存在打磨質量不佳、打磨邊參差不齊、空磨以及損傷打磨刀頭等技術問題。

第一方面，提供了一種船舶零部件自動打磨方法，包括：

采集各種工件模型及工件信息并匯總入工件數據庫，所述工件信息包括工件的類別、輪廓邊緣數據和自由邊打磨數量；

掃描并分析工件在工作臺的位置，采集工作臺上的工件的圖像信息及工件的高度數據；

預處理采集的圖像信息，在圖像信息中分割并獲取工件的大致輪廓邊緣，再利用高度數據確定圖像信息中工件的封閉外輪廓，進一步根據工件編號并結合工件的大致輪廓邊緣在工件數據庫內匹配出工件的類別、輪廓邊緣數據和自由邊打磨數量，并實時輸出打磨刀頭的位置和姿態變化信號；

根據工件的類別、輪廓邊緣數據、自由邊打磨數量、打磨刀頭的位置及姿態變化信號，設置工件的打磨操作和打磨參數；

開始打磨，打磨過程中不斷采集并計算打磨刀頭與工件之間的距離，將計算的距離實時轉換為電流和/或電壓信號，根據電流和/或電壓信號判斷并記錄打磨力的大小；

篩選出最優的打磨數據，后續按照最優打磨數據進行打磨，并在打磨過程中不斷反饋與調整打磨力。

在一種實施方案中，所述在圖像信息中分割并獲取工件的大致輪廓邊緣包括：

采用邊緣檢測算法定位圖像信息中顯著變化的區域，將工件的輪廓邊緣與工作臺分離開以分割并獲取工件的大致輪廓邊緣。

在一種實施方案中，所述采集各種工件模型及工件信息并匯總入工件數據庫，所述工件信息包括工件的類別、輪廓邊緣數據和自由邊打磨數量包括：

首先對不同工件進行數據預處理以建立對應的三維模型，再確定并匯總工件的所屬類別、輪廓邊緣數據息和自由邊打磨數目入工件數據庫。

在一種實施方案中，所述打磨過程中不斷采集并計算打磨刀頭與工件之間的距離，將計算的距離實時轉換為電流和/或電壓信號包括：

在打磨刀頭上布置電渦流傳感器，電渦流傳感器通過探頭測距，并實時將測量的距離的轉換為電機中電流和/或電壓信號。