CN109129119B - 一种移动式叶片自适应机器人打磨系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种移动式叶片自适应机器人打磨系统，包括：移动式平车、以及设置在移动式平车上的机器人打磨单元、机器人控制器、主控制柜，其中，机器人打磨单元包括机器人、打磨头、传感器，所述机器人上设置有转动臂，转动臂通过转动带动打磨头沿竖向移动，机器人控制器和传感器连接，机器人控制器通过对传感器采集的数据进行分析，实时计算出打磨头的运动轨迹并控制打磨头沿该运动轨迹运动，主控制柜用以控制整个系统的启动和停止。与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明提供的移动式叶片自适应机器人打磨系统通过传感器对打磨头进行自适应控制，避免了预先进行数字建模，极大地缩短了打磨周期和降低了操作难度。

Description

一种移动式叶片自适应机器人打磨系统及控制方法

技术领域

本发明涉及叶片打磨技术领域，具体而言，涉及一种移动式大型风电叶片自适应机器人打磨系统及控制方法。

背景技术

风电叶片是风力发电机的重要组成部件之一，在风力发电机中叶片的设计直接影响风能的转换效率，直接影响其年发电量，是风能利用的重要一环，随着风力发电产业的发展，对叶片打磨的要求越来越高。

目前，叶片打磨方式分为人工打磨和机器人打磨，人工打磨效率低，工作环境差、产品质量不稳定，机器人打磨方式需提前根据叶片数字模型编制机器人运动轨迹，但是对于没有数模或经常更换叶片型号的应用场景存在编程效率低下、适应性差等缺点，同时需要专门的技术人员对叶片进行数字建模，不仅增大了投入成本还延长了打磨周期。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种移动式叶片自适应机器人打磨系统及控制方法，旨在解决现有技术中，由于机器人打磨需要提前数字建模导致打磨周期长、适应性差的技术问题。

一个方面，本发明提出了一种移动式叶片自适应机器人打磨系统，包括：移动式平车、以及设置在所述移动式平车上的机器人打磨单元、机器人控制器、主控制柜；

所述机器人打磨单元包括机器人、打磨头、传感器，所述机器人上设置有转动臂，所述转动臂通过转动带动所述打磨头沿竖向移动；

所述机器人控制器和所述传感器连接，所述机器人控制器通过对所述传感器采集的数据进行分析，实时计算出所述打磨头的运动轨迹并控制所述打磨头沿该运动轨迹运动；

所述主控制柜用以控制整个系统的启动和停止。

进一步地，所述传感器包括位移传感器、压力传感器；

所述位移传感器用以实时检测所述打磨头与叶片之间的距离，通过控制该距离使得所述打磨头贴合在叶片表面；

所述压力传感器用以实时检测所述打磨头在打磨时与叶片表面的压力，通过控制该压力控制所述打磨头的打磨深度。

进一步地，所述机器人打磨单元和所述移动式平车之间设置有升降底座，当所述转动臂运动至极限位置时，所述升降底座用以进一步升降所述打磨头。

进一步地，还包括吸尘装置，所述吸尘装置包括吸尘管道、吸尘软管、橡胶密封条、活动接管、过滤器、吸风机；

所述吸尘管道侧壁开设有槽口；

所述橡胶密封条呈八字形设置在槽口外侧，所述橡胶密封条用以密封槽口；

所述活动接管穿设在所述吸尘管道内，所述活动接管远离所述吸风机的一端为封闭端，所述活动接管侧壁和所述吸尘软管连通；

所述过滤器设置在所述吸尘管道和所述吸风机之间，所述过滤器用以过滤灰尘；

所述吸风机用以将灰尘吸入所述吸尘软管内。

进一步地，所述位移传感器和/或所述压力传感器设置两个，分别位于所述打磨头两侧，通过控制两个所述位移传感器或两个所述压力传感器数值相等，使得所述打磨头打磨均匀。

进一步地，所述移动式平车为AGV小车。

另一方面，本发明还提出了一种移动式叶片自适应机器人控制方法，包括：

步骤S1：控制打磨头向上方运动，检测叶片上沿信号，若检测到叶片上沿信号，则进入步骤S2，否则进入步骤步骤S5

步骤S2：控制打磨头向叶片方向移动，若检测到叶片表面信号，则开始自上而下打磨，若检测不到叶片表面信号，重复步骤S2；

步骤S3：在打磨头打磨过程中，检测叶片下沿信号，若检测到叶片下沿信号，则进入步骤步骤S5，否则进入步骤S4；

步骤S4：进一步控制打磨头下降，直至打磨头检测到叶片下沿信号；

步骤S5：回到初始状态；

步骤S6：控制移动式平车运动至下一个打磨区域；

步骤S7：重复步骤S1。

进一步地，所述步骤S1中，通过位移传感器检测叶片上沿信号，当所述位移传感器检测不到叶片上沿信号，且机器人已经运动至上限位时，控制升降底座升高至叶片上沿，然后回到初始状态，重新进入步骤S1。

进一步地，所述步骤S2中，所述打磨头在打磨过程中，通过控制设置在两侧的压力传感器数值相等，使得所述打磨头打磨均匀。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明提供的移动式叶片自适应机器人打磨系统及控制方法通过传感器对打磨头进行自适应控制，避免了预先进行数字建模，极大地缩短了打磨周期和降低了操作难度。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的移动式叶片自适应机器人打磨系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的吸尘装置的整体结构示意图；

图3为本发明实施例提供的橡胶密封条和吸尘管道的局部放大图；

图4为本发明实施例提供的打磨头外侧传感器的分布示意图；

图5为本发明实施例提供的移动式叶片自适应机器人控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参阅图1及图4，由图可知本发明实施例提出的移动式叶片自适应机器人打磨系统，包括：移动式平车1、以及设置在移动式平车1上的机器人打磨单元2、机器人控制器、主控制柜，其中，机器人打磨单元2包括机器人21、打磨头22、传感器23，机器人21上设置有转动臂211，转动臂211通过转动带动打磨头22沿竖向移动，机器人控制器和传感器23连接，机器人控制器通过对传感器23采集的数据进行分析，实时计算出打磨头22的运动轨迹并控制打磨头22沿该运动轨迹运动，主控制柜用以控制整个系统的启动和停止。与现有技术相比，本发明提供的移动式叶片自适应机器人打磨系统通过传感器对打磨头进行自适应控制，避免了预先进行数字建模，极大地缩短了打磨周期，降低了操作难度。

继续参阅图4，由图可知，传感器23包括位移传感器231、压力传感器232，位移传感器231用以实时检测打磨头22与叶片之间的距离，通过控制该距离使得打磨头22贴合在叶片表面，压力传感器232用以实时检测打磨头22在打磨时与叶片表面的压力，通过控制该压力控制打磨头22的打磨深度，具体操作时，可以根据需要打磨的深度预先设置一个压力值，打磨时，通过机器人控制器实时控制打磨时的压力，使得打磨更加精准，不会过深或者过浅。在本实施例中，位移传感器231和压力传感器232分别设置两个，且均位于打磨头22的两侧，通过机器人控制器实时监控位移传感器231或者压力传感器232的数值，通过控制两个位移传感器231的数值相等或者控制两个压力传感器232的数值相等，使得打磨头22与叶片表面近似平行，使得打磨均匀。

继续参阅图1，机器人打磨单元2和移动式平车1之间设置有升降底座24，当转动臂211运动至极限位置时，升降底座24用以进一步升降打磨头22。

参阅图2及图3，由于叶片在打磨过程中会产生灰尘，为了打磨现场的环境，打磨单元2外侧还可以设置吸尘装置3，吸尘装置3包括吸尘管道31、吸尘软管32、橡胶密封条33、活动接管34、过滤器35、吸风机36，吸尘管道31侧壁开设有槽口，橡胶密封条33呈八字形设置在槽口外侧，橡胶密封条33用以密封槽口，活动接管34穿设在吸尘管道31内，活动接管34远离吸风机36的一端为封闭端，活动接管34侧壁和吸尘软管32连通，过滤器35设置在吸尘管道31和吸风机36之间，过滤器35用以过滤灰尘，过滤后的气体从排气口361内排出，灰尘堆积在吸尘管道31内，一段时间后可以进行清理，吸风机36用以将灰尘吸入吸尘软管32内。

作为一种优选实施例，移动式平车1可以使用为AGV小车。

本发明实施例还提出了一种基于上述移动式叶片自适应机器人打磨系统的控制方法，包括如下步骤：

步骤S1：控制打磨头向上方运动，此时位移传感器231检测叶片上沿信号，若检测到叶片上沿信号，则进入步骤S2，否则进入步骤步骤S5

步骤S2：控制打磨头22向叶片方向移动，若检测到叶片表面信号，则开始自上而下打磨，若检测不到叶片表面信号，重复步骤S2；

步骤S3：在打磨头22打磨过程中，检测叶片下沿信号，若检测到叶片下沿信号，则进入步骤步骤S5，否则进入步骤S4；

步骤S4：控制升降底座24下降，直至打磨头22检测到叶片下沿信号；

步骤S5：回到初始状态；

步骤S6：控制移动式平车1运动至下一个打磨区域；

步骤S7：重复步骤S1。

上述步骤S1中，当位移传感器231检测不到叶片上沿信号，且机器人21已经运动至上限位时，控制升降底座24升高至叶片上沿，然后回到初始状态，重新进入步骤S1。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种移动式叶片自适应机器人打磨系统，其特征在于，包括：移动式平车（1）、以及设置在所述移动式平车（1）上的机器人打磨单元（2）、机器人控制器、主控制柜；

所述机器人打磨单元（2）包括机器人（21）、打磨头（22）、传感器（23），所述机器人（21）上设置有转动臂（211），所述转动臂（211）通过转动带动所述打磨头（22）沿竖向移动；

所述机器人控制器和所述传感器（23）连接，所述机器人控制器通过对所述传感器（23）采集的数据进行分析，实时计算出所述打磨头（22）的运动轨迹并控制所述打磨头（22）沿该运动轨迹运动；

所述主控制柜用以控制整个系统的启动和停止;

还包括吸尘装置（3），所述吸尘装置（3）包括吸尘管道（31）、吸尘软管（32）、橡胶密封条（33）、活动接管（34）、过滤器（35）、吸风机（36）；

所述吸尘管道（31）侧壁开设有槽口；

所述橡胶密封条（33）呈八字形设置在槽口外侧，所述橡胶密封条（33）用以密封槽口；

所述活动接管（34）穿设在所述吸尘管道（31）内，所述活动接管（34）远离所述吸风机（36）的一端为封闭端，所述活动接管（34）侧壁和所述吸尘软管（32）连通；

所述过滤器（35）设置在所述吸尘管道（31）和所述吸风机（36）之间，所述过滤器（35）用以过滤灰尘；

所述吸风机（36）用以将灰尘吸入所述吸尘软管（32）内。

2.根据权利要求1所述的移动式叶片自适应机器人打磨系统，其特征在于，所述传感器（23）包括位移传感器（231）、压力传感器（232）；

所述位移传感器（231）用以实时检测所述打磨头（22）与叶片之间的距离，通过控制该距离使得所述打磨头（22）贴合在叶片表面；

所述压力传感器（232）用以实时检测所述打磨头（22）在打磨时与叶片表面的压力，通过控制该压力控制所述打磨头（22）的打磨深度。

3.根据权利要求1所述的移动式叶片自适应机器人打磨系统，其特征在于，所述机器人打磨单元（2）和所述移动式平车（1）之间设置有升降底座（24），当所述转动臂（211）运动至极限位置时，所述升降底座（24）用以进一步升降所述打磨头（22）。

4.根据权利要求2所述的移动式叶片自适应机器人打磨系统，其特征在于，所述位移传感器（231）和/或所述压力传感器（232）设置两个，分别位于所述打磨头（22）两侧，通过控制两个所述位移传感器（231）或两个所述压力传感器（232）数值相等，使得所述打磨头（22）打磨均匀。

5.根据权利要求1所述的移动式叶片自适应机器人打磨系统，其特征在于，所述移动式平车（1）为AGV小车。