CN107756413A - 高铁整车焊缝自动打磨和焊缝探伤系统 - Google Patents
高铁整车焊缝自动打磨和焊缝探伤系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107756413A CN107756413A CN201710908374.7A CN201710908374A CN107756413A CN 107756413 A CN107756413 A CN 107756413A CN 201710908374 A CN201710908374 A CN 201710908374A CN 107756413 A CN107756413 A CN 107756413A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- weld
- robot
- grinding
- milling
- seam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000227 grinding Methods 0.000 title claims abstract description 76
- 238000007689 inspection Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims abstract description 45
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 29
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 24
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 11
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000012636 effector Substances 0.000 claims description 9
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 claims description 6
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 claims description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 16
- 238000003466 welding Methods 0.000 abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 2
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000036461 convulsion Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005183 dynamical system Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001651 emery Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
- B25J11/005—Manipulators for mechanical processing tasks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K31/00—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
- B23K31/12—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to investigating the properties, e.g. the weldability, of materials
- B23K31/125—Weld quality monitoring
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
- B23Q11/0042—Devices for removing chips
- B23Q11/0046—Devices for removing chips by sucking
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
- B25J11/005—Manipulators for mechanical processing tasks
- B25J11/0065—Polishing or grinding
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
-
- G01N33/0083—
Abstract
本发明提供一种高铁整车焊缝自动打磨和焊缝探伤系统，其中,系统包括，至少一个机器人、焊缝打磨和探伤设备；所述机器人，用于检测车体焊缝参数以及所述机器人的位置参数，并根据所述车辆焊缝参数和所述机器人的位置参数，控制所述焊缝打磨和探伤设备对焊缝余高进行铣削和打磨。本发明提供的高铁整车焊缝自动打磨和焊缝探伤系统，能够实现提高处理焊缝余高的加工效率低、作业质量和降低生产成本的问题。
Description
技术领域
本发明实施例涉及一种焊缝的余高去除技术，尤其涉及一种高铁整车焊缝自动打磨和焊缝探伤系统。
背景技术
高铁车辆在焊接过程中都会存在焊缝余高，焊缝余高的存在使得焊缝表面凸起，过渡不圆滑，易造成应力集中，对焊接结构承载动载不利，因此限制余高尺寸是国内外车辆铝合金车体整车侧墙焊缝中普遍需要解决的问题。
目前处理焊缝余高的问题，主要是采用手持式电动、气动磨削机、角磨机等工具人工打磨，焊缝的探伤的清洗剂、渗透剂、显像剂的喷洒和擦拭也是完全由人工完成。
人工处理焊缝余高，其作业品质的稳定性和工作效率主要凭借工人的技能水平，导致焊缝加工效率降低，加工作业的一致性达不到保证，同时人工检测的标准不一致，导致作业质量不高。
发明内容
本发明提供一种高铁整车焊缝打磨和焊缝探伤系统，以克服人工处理焊缝余高导致的加工效率低、作业质量不高和生产成本增加的问题。
第一方面，一种高铁整车焊缝打磨和焊缝探伤系统，包括：
至少一个机器人、焊缝打磨和探伤设备；
所述机器人，用于检测车体焊缝参数以及所述机器人的位置参数，并根据所述车辆焊缝参数和所述机器人的位置参数，控制所述焊缝打磨和探伤设备对焊缝余高进行铣削和打磨。
进一步地，上述机器人，可以包括：感测单元、控制单元、驱动单元和执行单元；
感测单元，用于检测车体焊缝参数以及所述机器人的状态参数，并将所述车体焊缝参数以及所述机器人的状态参数发送给所述控制单元；
控制单元，用于根据所述车体焊缝参数以及所述机器人的状态参数，控制所述驱动单元以驱动所述执行单元；
驱动单元，用于在所述控制单元的控制下驱动所述执行单元；
执行单元，用于在所述驱动单元的驱动下，执行所述焊缝打磨和探伤设备对焊缝余高进行铣削和打磨的任务。
进一步地，上述感测单元，可以包括：
传感器和扫描仪；
所述传感器，用于检测所述机器人的状态参数，所述状态参数包括：距离车体的位置信息和所述机器人的加速度信息，并将所述状态参数发送给所述控制单元；
所述扫描仪，用于扫描获取车体焊缝表面的三维数据，并将所述三维数据发送给所述控制单元。
进一步地，上述执行单元，可以包括：
基座，腕部、臂部、腰部和末端执行器；
末端有6个自由度。
进一步地，上述焊缝打磨和探伤设备包括：
铣削驱动单元和铣削执行单元，所述铣削驱动单元在所述机器人的控制下驱动所述铣削执行单元对焊缝余高执行铣削操作；
磨削驱动单元和磨削执行单元，所述磨削驱动单元在所述机器人的控制下驱动所述磨削执行单元对焊缝余高执行打磨操作。
进一步地，上述系统，还包括：
除尘与铝屑回收设备，用于在所述机器人的控制下，启动和停止对所述焊缝打磨和探伤设备执行铣削和打磨操作所产生的粉尘和铝屑进行回收。
进一步地，上述除尘与铝屑回收设备包括：吸头和除尘单元，所述吸头与所述除尘主机连接；
所述除尘主机，用于通过所述吸头抽入铣削和打磨操作所产生的粉尘和铝屑。
进一步地，上述系统，还包括：
渗透检测设备，用于在除尘与铝屑回收设备对粉尘和铝屑进行回收之后，在所述焊缝表面喷洒清洗剂、渗透剂和显像剂，并对所述焊缝表面进行擦拭和检测结果拍照，并将拍照结果发送给控制单元。
进一步地，上述系统，还包括：
安全防护设备，用于对所述执行单元和运行环境自检，并在出现异常时自动报警和停机。
进一步地，上述系统，还包括：
安全防护设备，用于对除尘与铝屑回收设备的收集状态和容量进行监视和报警。
本发明一种高铁整车焊缝打磨和焊缝探伤系统，通过机器人检测车体焊缝参数以及机器人的状态参数来确定机器人与车体的距离以及焊缝表面余高的情况，根据这些参数来控制抓取焊缝打磨和探伤设备对焊缝表面余高进行作业，实现高铁整车焊缝打磨和焊缝探伤取代人工作业，提高焊缝加工效率，加工的一致性和可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明高铁整车焊缝打磨和焊缝探伤系统的实施例一的整体结构示意；
图2为本发明高铁整车焊缝打磨和焊缝探伤系统的实施例二的结构示意；
图3为本发明高铁整车焊缝打磨和焊缝探伤系统的实施例三的结构示意；
图4为本发明高铁整车焊缝打磨和焊缝探伤系统的实施例四的结构示意；
图5为本发明高铁整车焊缝打磨和焊缝探伤系统的实施例五的结构示意；
图6为本发明高铁整车焊缝打磨和焊缝探伤系统的实施例六的结构示意。
附图标记说明：
焊缝打磨和探伤设备-1；
机器人-2；
补给工具库设备-3；
除尘与铝屑回收设备-4；
渗透检测设备-5；
安全防护设备-6；
车体-7；
导轨-8；
轨道-9；
安全围栏-61。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图1为本发明高铁整车焊缝打磨和焊缝探伤系统的实施例一的整体结构示意。如图1所示，本实施例的系统由至少一个机器人2和焊缝打磨和探伤设备1组成；
机器人2用于检测车体焊缝参数以及机器人的状态参数，并根据车辆焊缝参数和机器人的位置参数，控制焊缝打磨和探伤设备对焊缝余高进行铣削和打磨。
高铁整车车体7一般放置在两台假台车上，假台车放置在轨道9上进行不同工位的周转。由于整车车体7较长，需要扩展机器人2的工作空间，因此可以再高铁整车车体7两侧分别设置有导轨8，机器人2放置位置不做限定，可选的为了方便移动可以放置在导轨上。机器人2的数量可以根据具体工况情况来选择，例如：可以对焊缝数量、在车体7表面位置分布等情况加以考虑来确定机器人2的数量及位置。可选的，可以采用多机器人单工位作业方式，即在车体7两侧分别放置机器人，每侧具体放置数量也可以根据需要作业的车体7的长度及焊缝数量、分布情况进行调整，这里不作具体限制。
其中，焊缝余高是指焊缝表面两焊趾连线上的那部分金属高度。如果余高较大，焊缝表面凸起，过渡不圆滑，易造成应力集中，对焊接结构承载动载不利，因此要限制余高尺寸，对余高进行铣削和打磨。
针对不同的焊缝参数需要不同的作业工具，具体的：可以通过机器人2来检测到车体的焊缝余高的参数，并控制焊缝打磨和探伤设备1。为了准确到达焊缝所在位置，机器人2需要检测自身的状态参数和焊缝参数，其中，状态参数可以包括：机器人2距离车体7的位置参数，加速度参数等等，焊缝参数可以包括焊缝在车体7表面的位置，长度，余高参数等等。机器人2根据焊缝位置和机器人2的状态参数使得机器人2到达待作业的焊缝位置，并根据焊缝参数进行所对应的焊缝余高清除作业。焊缝的余高清除作业包括对余高的铣削去除和打磨。进一步的，还可以包括侧墙清根钻孔以及粉尘的回收等操作。
本实施例中，通过机器人检测车体焊缝参数以及机器人的状态参数来确定机器人与车体的距离以及焊缝表面余高的情况，根据这些参数控制机器人抓取抓取焊缝打磨和探伤设备对焊缝表面余高进行作业，提高焊缝加工效率，加工的一致性和可靠性。
图2为本发明高铁整车焊缝打磨和焊缝探伤系统的实施例二的结构示意。在图1所示实施例的基础上，该实施例进一步提供了机器人2的具体结构，如图2所示，机器人2，由四个单元组成，分别是感测单元201、控制单元202、驱动单元203和执行单元204。
感测单元201是机器人2的感测系统，用于检测车体7焊缝参数以及机器人2的状态参数，并将车体7焊缝参数以及机器人2的状态参数发送给控制单元。
感测单元201可以由各种类型的传感器构成，其中可以包括用于检测机器人2本身状态参数，主要用于确认机器人2与车体7之间的距离，为机器人2的运动控制提供必要的本体状态信息，可以是例如：位置传感器、速度传感器等，状态参数可以包括：距离车体7的位置信息和机器人2的速度信息，并将状态参数发送给控制单元202。感测单元201中还包括用于检测车体7焊缝参数的传感器，其中，车体7焊缝参数主要用于表示焊缝的位置，以及焊缝表面的余高的参数，例如：余高的高度，宽度，长度等信息。可选的，具体可以是各种类型的扫描仪，例如：激光三维扫描仪。用于扫描获取车体7焊缝表面的三维数据，并将三维数据发送给控制单元202。其中，以激光三维扫描仪为例进行详细描述，扫描仪可以采用非接触扫描目标的方式进行测量,也就是说对待扫描的车体7表面的焊缝不需进行任何表面处理,可以直接采集到车体7表面焊缝表面的三维数据,所采集的数据较为真实可靠。具体的，激光三维扫描仪的工作原理是采用主动发射扫描光源(激光),通过探测自身发射的激光回波信号来获取车体表面焊缝的三维数据信息。因此在扫描过程中,可以实现不受扫描环境的时间和空间的约束。三维激光扫描技术所采集的数据是直接获取的数字信号,因此无需再进行数模转换的过程，更加易于后续机器人的控制单元202根据该采集的数据进行后续处理及输出。控制单元的后处理软件能够与其它常用软件进行数据交换及共享，扫描结果通过后处理软件处理后，可将数据传送给机器人2，进行在线编程和示教。
控制单元202是机器人2的指挥中枢，用于根据车体7焊缝参数以及机器人2的位置参数，控制驱动单元203以驱动执行单元204。
具体的，控制单元202负责对感测单元201获得的待去除的余高的位置、大小以及环境等内容进行处理，并依据预设的依照真车体7的形状结构等参数按比例制作的三维模型控制程序做出特定的焊缝余高清除指令，产生相应的控制信号，通过驱动器驱动执行机构的各个关节抓取合适的作业工具，按余高清除指令所对应的清除顺序，在感测单元201的配合下，驱动机器人2沿导轨运动，到达指定的焊缝余高位置，将通过传感器的采集的当前机器人2位置数据和作业开始前采集的焊缝位置数据调整机器人2和车体7之间的位置传输给控制单元202，判断机器人2是否到达准确的焊缝所在位置，在控制器确认到达后，控制器控制执行单元204开始焊缝余高的清除，，完成特定的作业。
驱动单元203是机器人的动力系统，用于在控制单元202的控制下驱动执行单元204。具体的，驱动单元203可以由驱动装置和传动装置两部分组成，其中，驱动装置一般可以由电动机和气缸组成，连接到控制单元202，传动装置连接到执行单元204，可选的可以采用谐波齿轮传动机构。
执行单元204用于在驱动单元203的驱动下，执行焊缝打磨和探伤设备对焊缝余高进行铣削和打磨的任务。对于机器人2而言，执行单元204是其末端的执行机构，一般可以由末端执行器、腕部、臂部、腰部和基座构成，可以采用关节式机械结构。上述各关节式机械结构的自由度可以根据具体的工况需求来设置其自由度，在本发明实施例中，可选的可以采用6个自由度，其中3个用来确定末端执行器的位置，另外3个则用来确定末端执行器的方向。末端执行器可以根据操作需要换成不同的作业工具。腕部和臂部用于控制末端执行器执行相应的动作。腰部用于保持机器人2的整体结构的平衡。基座主要用于支撑机器人2和对机器人2沿着导轨运动。
本发明实施例提供的高铁整车焊缝打磨和焊缝探伤系统，通过机器人的检测单元检测焊缝参数和自身状态参数，控制执行单元选取合适的焊缝打磨和探伤设备，同时通过感测单元控制机器人到达指定焊缝的位置，从而实现了通过机器人完成对高铁整车焊缝打磨和焊缝探伤。
进一步的，在图1和图2所示实施例的基础上，本发明还进一步提供了焊缝打磨和探伤设备1的具体实施方式，该焊缝打磨和探伤设备1包括铣削部分和磨削部分，铣削部分可以用于对车体7表面的焊缝余高的切削加工，磨削部分可以用于对切削后的焊缝表面进行磨削加工。焊缝打磨和探伤设备1通过连接法兰安装至机器人2末端执行器。
铣削部分具体可以由铣削驱动单元和铣削执行单元构成，铣削驱动单元在机器人的控制下驱动铣削执行单元对焊缝余高执行铣削操作，铣削驱动单元一般是由伺服电机构成，铣削执行单元一般可以由铣刀等各种刀具构成，伺服电机带动铣刀转动，执行焊缝余高的清除工作。铣削执行单元有防过切限位保护装置，能够有效防止铣刀对焊缝过切。
磨削部分具体可以是由磨削驱动单元和磨削执行单元构成。在磨削驱动单元和磨削执行单元中，磨削驱动单元负责在机器人2的控制单元202控制下驱动磨削执行单元对焊缝余高执行打磨工作。磨削驱动单元一般是由电主轴构成，磨削执行单元一般可以砂轮等工具构成，能够通过电主轴内部的气动夹紧机构，实现自动更换刀具，采用变频器控制电主轴的转速，可任意调整适合机器人2工作状态的转速。磨削执行单元处设有变位装置，在焊缝打磨工作状态时，磨削执行单元的变位装置为收回状态。焊缝打磨和探伤设备具有通用性，能够实现快速切换，且稳定可靠，在实际加工运行过程中不会发生颤动及折断现象。刀具中的磨削片倾角可调，避免损伤母材工件，保证焊缝打磨质量。焊缝打磨和探伤设备可通过调整压力、进给速度、转速等参数及优化耗材，保证打磨质量，打磨速度可达(800～1000)mm/min。
图3为本发明高铁整车焊缝打磨和焊缝探伤系统的实施例三的结构示意。在图1所示实施例的基础上，该实施例进一步提供了高铁整车焊缝打磨和焊缝探伤系统中的补给工具库设备3，主要用于对焊缝打磨和探伤设备提供更换的工具。
焊缝打磨和探伤设备1在作业过程中，经过一定的作业时间或者作业长度后，执行单元204中的刀具等工具会发生一定程度的磨损，利用磨损的工具进行焊缝余高的清除并不能达到理想的清除效果，因此，机器人2需要及时更换工具。补给工具库设备3中的工具可以根据加工的需要放置，一般可以包括：铣刀、百叶片，钢丝刷，铝合金锯片等，机器人2更换作业工具的时间可以由不同工具的预设的工作时长或者作业长度来决定，机器人2能够根据不同工具的作业情况选择性的抓取更换不同的工具。补给工具库设备3的放置位置不做具体限定，可选的为了不阻碍机器人2的移动和方便机器人2的抓取一般放置在导轨的一端。
图4为本发明高铁整车焊缝打磨和焊缝探伤系统的实施例四的结构示意。在图1所示实施例的基础上，该实施例进一步提供了高铁整车焊缝打磨和焊缝探伤系统中的除尘与铝屑回收设备4，该设备主要用于在机器人的控制下，启动和停止对焊缝打磨和探伤设备1执行铣削和打磨操作所产生的粉尘和铝屑进行回收的作业。该设备的安装位置不做具体限定，一般为了操作方便安装于焊缝打磨和探伤设备1上，与焊缝打磨和探伤设备1成为一体。
除尘与铝屑回收设备4包括：吸头和除尘主机，除尘主机，可以安装在机器人上，具体位置不做限定，可选的可以安装于基座上，，通过风机在储纳罐内形成负压，储纳罐用于对风机吸入的含有铝屑和粉尘的空气进行过滤，排出过滤后的空气以及储存过滤出来的铝屑和粉尘。而吸头安装在焊缝打磨和探伤设备上，并由风管与除尘主机连接，将磨削产生的铝粉吸入其中并导入储纳罐中。除尘与铝屑回收设备4能对打磨过程中产生的尘屑进行实时回收，能够防止产生的铝屑遇明火发生爆炸，同时能够及时将滤芯上的尘屑吹落，减少滤芯更换频率，节约生产成本，同时铝屑和粉尘的清理方便且不产生二次污染。回收的铝屑和粉尘也能够方便后续处理。除尘与铝屑回收设备布置合理，结构紧凑，吸尘效果好，粉尘回收率不低于85％。
图5为本发明高铁整车焊缝打磨和焊缝探伤系统的实施例五的结构示意。在图1所示实施例的基础上，该实施例进一步提供了高铁整车焊缝打磨和焊缝探伤系统中的渗透检测设备5，该设备主要用于在除尘与铝屑回收设备4对粉尘和铝屑进行回收之后，在焊缝表面喷洒清洗剂、渗透剂和显像剂，并对焊缝表面进行擦拭和检测结果拍照，并将拍照结果发送给控制单元，供控制单元结合三维车体模型判断余高的清除状态。渗透检测设备该检测设备通过连接法兰安装至机器人末端执行器。
在焊缝表面喷洒渗透剂、清洗剂和显像剂是因为焊缝表面被喷洒某些特定的渗透剂后，在毛细作用下，经过一定时间，渗透剂可以渗入表面开口缺陷中，采用清洗剂去除工作表面多余的渗透剂，经过干燥后，再在焊缝表面喷洒吸附介质—显像剂，同样在毛细作用下，显像剂将吸引缺陷中的渗透剂，即渗透剂回渗到显像中，在一定的光源下，焊缝处的渗透剂痕迹将被显示，从而探测出缺陷的形貌及分布状态。
图6为本发明高铁整车焊缝打磨和焊缝探伤系统的实施例六的结构示意。在图1所示实施例的基础上，该实施例进一步提供了高铁整车焊缝打磨和焊缝探伤系统中的安全防护设备6，用于对所述执行单元204和运行环境自检，并在出现异常时自动报警和停机。安全防护设备6一般可以包括：安全围栏61、安全锁和视频监控。
由于在机器人2工作时禁止人员入内，所以一般会在高铁整车焊缝打磨和焊缝探伤系统周围设置有安全围栏61、安全锁和视频监控，，当安全锁被打开或视频监控发现异常情况时，高铁整车焊缝打磨和焊缝探伤系统会自动停机防止意外发生。同时，机器人2各单元的电机还具有过载保护功能，当发生碰撞时会急停，能够防止损坏设备。
安全防护设备6还用于对执行单元204和机器人2的运行环境自检，能够修正加工姿态以及工艺参数，实现焊缝打磨和探伤作业的启动、暂停、切入与切出动作过渡的自动控制，能够保证切入、切出时不损伤工件，并在出现异常时自动报警和停机以及对除尘与铝屑回收设备4的收集状态和容量进行实时监视，并在收集状态饱和时报警。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以根据程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种高铁整车焊缝打磨和焊缝探伤系统，其特征在于，包括：
至少一个机器人、焊缝打磨和探伤设备；
所述机器人，用于检测车体焊缝参数以及所述机器人的状态参数，并根据所述车辆焊缝参数和所述机器人的状态参数，控制所述焊缝打磨和探伤设备对焊缝余高进行铣削和打磨。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述机器人包括：
感测单元、控制单元、驱动单元和执行单元；
感测单元，用于检测车体焊缝参数以及所述机器人的状态参数，并将所述车体焊缝参数以及所述机器人的状态参数发送给所述控制单元；
控制单元，用于根据所述车体焊缝参数以及所述机器人的状态参数，控制所述驱动单元以驱动所述执行单元；
驱动单元，用于在所述控制单元的控制下驱动所述执行单元；
执行单元，用于在所述驱动单元的驱动下，执行所述焊缝打磨和探伤设备对焊缝余高进行铣削和打磨的任务。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述感测单元包括：传感器和扫描仪；
所述传感器，用于检测所述机器人的状态参数，所述状态参数包括：距离车体的位置信息和所述机器人的速度信息，并将所述状态参数发送给所述控制单元；
所述扫描仪，用于扫描获取车体焊缝表面的三维数据，并将所述三维数据发送给所述控制单元。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述执行单元包括：基座，腕部、臂部、腰部和末端执行器；
末端有6个自由度。
5.根据权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，所述焊缝打磨和探伤设备包括：
铣削驱动单元和铣削执行单元，所述铣削驱动单元在所述机器人的控制下驱动所述铣削执行单元对焊缝余高执行铣削操作；
磨削驱动单元和磨削执行单元，所述磨削驱动单元在所述机器人的控制下驱动所述磨削执行单元对焊缝余高执行打磨操作。
6.根据权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，还包括：
除尘与铝屑回收设备，用于在所述机器人的控制下，启动和停止对所述焊缝打磨和探伤设备执行铣削和打磨操作所产生的粉尘和铝屑进行回收。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述除尘与铝屑回收设备包括：
吸头和除尘单元，所述吸头与所述除尘主机连接；
所述除尘主机，用于通过所述吸头抽入铣削和打磨操作所产生的粉尘和铝屑。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：
渗透检测设备，用于在除尘与铝屑回收设备对粉尘和铝屑进行回收之后，在所述焊缝表面喷洒清洗剂、渗透剂和显像剂，并对所述焊缝表面进行擦拭和检测结果拍照，并将拍照结果发送给所述控制单元。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
安全防护设备，用于对所述执行单元和运行环境自检，并在出现异常时自动报警和停机。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述安全防护设备，用于对除尘与铝屑回收设备的收集状态和容量进行监视和报警。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710908374.7A CN107756413A (zh) | 2017-09-29 | 2017-09-29 | 高铁整车焊缝自动打磨和焊缝探伤系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710908374.7A CN107756413A (zh) | 2017-09-29 | 2017-09-29 | 高铁整车焊缝自动打磨和焊缝探伤系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107756413A true CN107756413A (zh) | 2018-03-06 |
Family
ID=61267860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710908374.7A Pending CN107756413A (zh) | 2017-09-29 | 2017-09-29 | 高铁整车焊缝自动打磨和焊缝探伤系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107756413A (zh) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108406545A (zh) * | 2018-03-14 | 2018-08-17 | 天津智通信息系统集成有限公司 | 一种改进型高铁侧墙焊缝铣磨组合装置 |
| CN108426677A (zh) * | 2018-03-14 | 2018-08-21 | 天津智通信息系统集成有限公司 | 一种高铁车体焊缝pt探伤自动擦拭装置 |
| CN110181538A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-08-30 | 华中科技大学无锡研究院 | 高铁车体定位系统及测量方法 |
| CN110181536A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-08-30 | 华中科技大学无锡研究院 | 用于高铁车体定位的系统 |
| CN110253373A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-09-20 | 北京石油化工学院 | 一种基于视觉引导机器人打磨构件焊缝的系统和方法 |
| CN110340771A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-10-18 | 无锡中车时代智能装备有限公司 | 客车车体多机器人打磨系统及方法 |
| CN110370169A (zh) * | 2019-07-29 | 2019-10-25 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 夹紧机构、打磨装置及打磨方法 |
| CN111390725A (zh) * | 2020-03-28 | 2020-07-10 | 廊坊智通机器人系统有限公司 | 高铁铝合金涂装车体腻子自动化打磨系统 |
| CN111993200A (zh) * | 2020-08-17 | 2020-11-27 | 上海中车瑞伯德智能系统股份有限公司 | 一种用于焊缝打磨的焊缝识别定位方法和装置 |
| CN112605663A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-04-06 | 西南交通大学 | 一种基于自适应控制的焊缝混合打磨方法及系统 |
| CN112917302A (zh) * | 2021-01-25 | 2021-06-08 | 深圳市迈特瑞光电科技有限公司 | 一种光学玻璃镜面打磨系统 |
| CN112936686A (zh) * | 2019-12-10 | 2021-06-11 | 丰田自动车株式会社 | 焊缝切削装置和焊缝切削方法 |
| CN113358663A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-09-07 | 赵寿春 | 一种风电叶片裂纹检测装置及其检测方法 |
| CN113370235A (zh) * | 2021-07-07 | 2021-09-10 | 南京工程学院 | 一种焊缝余高自动铣削装置、路径生成方法及使用方法 |
| CN114654138A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-06-24 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 一种接触轨自动焊接系统 |
| CN115816208A (zh) * | 2021-11-15 | 2023-03-21 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 焊缝余高修整方法及修整装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107116561A (zh) * | 2017-06-19 | 2017-09-01 | 中国电子科技集团公司第二十八研究所 | 一种焊缝打磨机器人 |
-
2017
- 2017-09-29 CN CN201710908374.7A patent/CN107756413A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107116561A (zh) * | 2017-06-19 | 2017-09-01 | 中国电子科技集团公司第二十八研究所 | 一种焊缝打磨机器人 |
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108406545A (zh) * | 2018-03-14 | 2018-08-17 | 天津智通信息系统集成有限公司 | 一种改进型高铁侧墙焊缝铣磨组合装置 |
| CN108426677A (zh) * | 2018-03-14 | 2018-08-21 | 天津智通信息系统集成有限公司 | 一种高铁车体焊缝pt探伤自动擦拭装置 |
| CN110181538A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-08-30 | 华中科技大学无锡研究院 | 高铁车体定位系统及测量方法 |
| CN110181536A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-08-30 | 华中科技大学无锡研究院 | 用于高铁车体定位的系统 |
| CN110181538B (zh) * | 2019-06-28 | 2023-09-15 | 华中科技大学无锡研究院 | 高铁车体定位系统及测量方法 |
| CN110340771A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-10-18 | 无锡中车时代智能装备有限公司 | 客车车体多机器人打磨系统及方法 |
| CN110253373A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-09-20 | 北京石油化工学院 | 一种基于视觉引导机器人打磨构件焊缝的系统和方法 |
| CN110370169A (zh) * | 2019-07-29 | 2019-10-25 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 夹紧机构、打磨装置及打磨方法 |
| CN112936686A (zh) * | 2019-12-10 | 2021-06-11 | 丰田自动车株式会社 | 焊缝切削装置和焊缝切削方法 |
| CN112936686B (zh) * | 2019-12-10 | 2023-04-28 | 丰田自动车株式会社 | 焊缝切削装置和焊缝切削方法 |
| CN111390725A (zh) * | 2020-03-28 | 2020-07-10 | 廊坊智通机器人系统有限公司 | 高铁铝合金涂装车体腻子自动化打磨系统 |
| CN111993200A (zh) * | 2020-08-17 | 2020-11-27 | 上海中车瑞伯德智能系统股份有限公司 | 一种用于焊缝打磨的焊缝识别定位方法和装置 |
| CN112605663A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-04-06 | 西南交通大学 | 一种基于自适应控制的焊缝混合打磨方法及系统 |
| CN112917302A (zh) * | 2021-01-25 | 2021-06-08 | 深圳市迈特瑞光电科技有限公司 | 一种光学玻璃镜面打磨系统 |
| CN112917302B (zh) * | 2021-01-25 | 2022-03-25 | 深圳市迈特瑞光电科技有限公司 | 一种光学玻璃镜面打磨系统 |
| CN113358663B (zh) * | 2021-05-12 | 2023-02-17 | 江西中电投新能源发电有限公司 | 一种风电叶片裂纹检测装置及其检测方法 |
| CN113358663A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-09-07 | 赵寿春 | 一种风电叶片裂纹检测装置及其检测方法 |
| CN113370235A (zh) * | 2021-07-07 | 2021-09-10 | 南京工程学院 | 一种焊缝余高自动铣削装置、路径生成方法及使用方法 |
| CN115816208A (zh) * | 2021-11-15 | 2023-03-21 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 焊缝余高修整方法及修整装置 |
| CN114654138A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-06-24 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 一种接触轨自动焊接系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107756413A (zh) | 高铁整车焊缝自动打磨和焊缝探伤系统 | |
| EP3553282B1 (en) | System and method for inspecting and/or repairing one or more blades attached to a rotor of a gas turbine engine using a robotic system | |
| CN107116561A (zh) | 一种焊缝打磨机器人 | |
| US7251543B2 (en) | Interference checking device | |
| US20170129039A1 (en) | System for Processing a Workpiece | |
| JP6005871B2 (ja) | 風力発電装置の成形された大型部材を自動で面加工するための方法、加工装置、並びに加工システム | |
| CN110355660A (zh) | 一种用于螺旋焊管生产线的管端内外焊缝自动修磨设备 | |
| CN105458409B (zh) | 一种全自动螺旋锥齿轮铣齿机 | |
| US9114533B2 (en) | Method and system for mortar removal | |
| CN108789026B (zh) | 一种基于人机协作的大型铸件清理打磨方法 | |
| CN106965051A (zh) | 螺旋焊管管端智能修磨设备 | |
| US20110288673A1 (en) | Method for Machining Composite Components | |
| CN206253950U (zh) | 一种自动换刀加工设备 | |
| CN106270797A (zh) | 一种曲轴去毛刺机器及去毛刺工艺 | |
| CN111531413A (zh) | 风电叶片多机器人协同打磨系统及方法 | |
| CN103339575A (zh) | 数控装置 | |
| CN112846987A (zh) | 一种三维立体成像打磨方法及打磨装置 | |
| CN110421436A (zh) | 机器人切削加工铸钢件增肉和冒口根部的去除系统 | |
| CN109501084B (zh) | 用于风力发电机组叶片的飞边切割系统和方法 | |
| CN115592517A (zh) | 智能柔性打磨方法及装置 | |
| CN108406545A (zh) | 一种改进型高铁侧墙焊缝铣磨组合装置 | |
| CN113386148A (zh) | 基于机器人人工智能的视觉引导去除工件多余部分的系统 | |
| JP3342128B2 (ja) | 塗膜欠陥位置マーキング装置 | |
| CN205465030U (zh) | 一种基于增减材制造的零件修复装置 | |
| JPH07237106A (ja) | 遠隔操作疵手入れ方法およびその装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180306 |