CN109794830A - 风机叶片自动化打磨工作站及其实施方法 - Google Patents
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Abstract
一种属于打磨机器人领域的风机叶片自动化打磨工作站及其实施方法，包括风机叶片支撑平台、自动导引小车、自动导引小车控制柜、打磨机器人、打磨头、风机叶片。本发明通过离线编程来设置自动导引小车的路径及，以及自动导引小车、打磨机器人、打磨头互相之间配合工作，完成了风机叶片自动化打磨；并且柔性的力控打磨机器人采用电流环原理，具有恒力打磨和自适应曲面的特性，能够防止损伤风机叶片表面，保证打磨质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种打磨机器人领域的打磨工作站，特别是一种采用电流环力反馈输出恒定打磨力的风机叶片自动化打磨工作站及其实施方法。
背景技术
风能作为一种可再生的清洁能源，可用于缓解日益紧张的能源供应问题和环保问题。目前捕获自然风能的最常用装置就是风力发电机，风机叶片的好坏决定了风力发电机的效率。风机叶片在生产过程中需要打磨，而且风机叶片投入使用后，会受到雨雪、沙尘的破坏，需要定期维修，在维修过程中也需要打磨。风机叶片尺寸巨大，所以工业现有的打磨手段是人工打磨，然而打磨过程中产生的粉尘会严重损害打磨工人的身体健康，导致打磨工人难招。
本发明旨在提供一种风机叶片自动化打磨工作站，使用自动导引小车(AGV小车)搭载的柔性机器人对风机叶片进行恒力打磨，相比于人工打磨，本发明具有高控制精度、高打磨质量的特点。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供是一种风机叶片自动化打磨工作站。通过离线编程来设置自动导引小车的路径及其与打磨机器人之间的相互配合，完成了风机叶片自动化打磨；且打磨机器人具有恒力打磨和自适应曲面的特性，能够防止损伤风机叶片表面，保证打磨质量。
本发明是通过以下技术来实现的，本发明包括风机叶片支撑平台、风机叶片、自动导引小车、自动导引小车控制柜、打磨机器人、打磨头，两个风机叶片支撑平台固定于地面上，风机叶片放置于风机叶片支撑平台上，自动导引小车停放于地面上，自动导引小车控制柜安装在自动导引小车的上层平台，与自动导引小车组成一个整体；打磨机器人安装在自动导引小车上层平台的另一侧，随着自动导引小车的移动而移动，打磨头安装在打磨机器人的末端。
进一步地，在本发明中，打磨机器人采用电流环原理，通过调节电流，使得打磨头在特定方向上的力始终保持在初始设定范围之类，实现恒力打磨功能，在保护风机叶片表面的同时，又保证了打磨质量。
更进一步地，在本发明中，打磨机器人采用电流环原理，设定其末端在特定轴上输出柔性力，通过检测电流来计算末端的承受力，当其末端因为打磨表面轮廓变化导致承受力超过打磨机器人的末端输出力时，打磨机器人会根据轮廓线做出被动避让，从而适应风机叶片的表面。
更进一步地，在本发明中，自动导引小车、打磨机器人、打磨头相互之间配合工作，它们之间的速度与时间间隔可以调节。
本发明还提供了一种风机叶片自动化打磨工作站的实施方法，包括以下步骤：第一，打磨机器人的控制系统将风机叶片分割为多个横向虚拟截面，这些截面的法线为风机叶片两端相连的曲线，这些截面与风机叶片表面相交形成的闭合轮廓线即为打磨头预设轨迹；第二，风机叶片被放置于风机叶片支撑平台之后，操作人员通过自动导引小车控制柜控制自动导引小车移动到初始位置，进行离线编程，然后打磨机器人通过电机驱动其末端的打磨头，按照预设轨迹，对附近的风机叶片的表面进行打磨，待这部分表面打磨完成后，自动导引小车带着打磨机器人往叶尖方向移动一段距离，到达下一工位，打磨机器人重复之前的操作，打磨所对的部分表面；第三，打磨机器人通过设置的一个个工位来打磨风机叶片的一个个部分表面，从而完成整个风机叶片的表面打磨工作。
本发明的有益效果是：
第一，本发明打磨机器人采用电流环原理，通过调节电流，使得打磨头在特定方向上的力始终保持在初始设定范围之类，实现恒力打磨功能，在保护风机叶片表面的同时，又保证了打磨质量。
第二，本发明打磨机器人采用电流环原理，通过设定其末端在特定轴上输出柔性力，对于风机叶片这种曲度大的表面，打磨机器人末端能够做出被动避让，随着轮廓线完成打磨工作。
第三，本发明通过离线编程来设置自动导引小车的路径及其与打磨机器人之间的相互配合，加上自动导引小车、打磨机器人、打磨头相互之间的配合工作，实现了风机叶片的自动化打磨。
附图说明
图1是本发明的整体系统示意图；
图2是本发明的打磨机器人打磨处的细节图；
附图中的标号分别为：1、风机叶片支撑平台，2、自动导引小车，3、自动导引小车控制柜，4、打磨机器人，5、打磨头，6、风机叶片。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例
本发明的实施例如图1和图2所示，本发明包括风机叶片支撑平台1、自动导引小车2、自动导引小车控制柜3、打磨机器人4、打磨头5、风机叶片6，两个风机叶片支撑平台1固定于地面上，风机叶片6放置于风机叶片支撑平台1上，自动导引小车2停放于地面上，自动导引小车控制柜3安装在自动导引小车2的上层平台，与自动导引小车2组成一个整体；打磨机器人4安装在自动导引小车2上层平台的另一侧，随着自动导引小车2的移动而移动，打磨头5安装在打磨机器人4的末端。
在本实施例中，本发明提供的一种风机叶片自动化打磨工作站的工作过程如下：
打磨机器人4的控制系统将风机叶片6分割为多个横向虚拟截面，这些截面的法线为风机叶片6两端相连的曲线，这些截面与风机叶片6表面相交形成的闭合轮廓线即为打磨头5预设轨迹；风机叶片6被放置于风机叶片支撑平台2之后，操作人员通过自动导引小车控制柜3控制自动导引小车2移动到初始位置，进行离线编程，然后打磨机器人4通过电机驱动其末端的打磨头5，按照预设轨迹，对附近的风机叶片6的表面进行打磨，待这部分表面打磨完成后，自动导引小车2带着打磨机器人4往叶尖方向移动一段距离，到达下一工位，打磨机器人4重复之前的操作，打磨所对的部分表面；打磨机器人4通过设置的一个个工位来打磨风机叶片6的一个个部分表面，从而完成整个风机叶片6的表面打磨工作。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (5)
1.一种风机叶片自动化打磨工作站，包括风机叶片支撑平台(1)和风机叶片(6)，两个风机叶片支撑平台(1)固定于地面上，风机叶片(6)放置于风机叶片支撑平台(1)上，其特征在于，还包括自动导引小车(2)、自动导引小车控制柜(3)、打磨机器人(4)、打磨头(5)，自动导引小车(2)停放于地面上，自动导引小车控制柜(3)安装在自动导引小车(2)的上层平台，与自动导引小车(2)组成一个整体；打磨机器人(4)安装在自动导引小车(2)上层平台的另一侧，随着自动导引小车(2)的移动而移动，打磨头(5)安装在打磨机器人(4)的末端。
2.根据权利要求1所述的风机叶片自动化打磨工作站，其特征在于所述打磨机器人(4)采用电流环原理，通过调节电流，使得打磨头(5)在特定方向上的力始终保持在初始设定范围之类，实现恒力打磨功能。
3.根据权利要求2所述的风机叶片自动化打磨工作站，其特征在于所述打磨机器人(4)采用电流环原理，设定其末端在特定轴上输出柔性力，通过检测电流来计算末端的承受力，当其末端因为打磨表面轮廓变化导致承受力超过打磨机器人(4)的末端输出力时，打磨机器人(4)会根据轮廓线做出被动避让，从而适应风机叶片(6)的表面。
4.根据权利要求3所述的风机叶片自动化打磨工作站，其特征在于所述自动导引小车(2)、打磨机器人(4)、打磨头(5)相互之间配合工作，它们之间的速度与时间间隔可以调节。
5.一种权利要求1至4任一所述风机叶片自动化打磨工作站的实施方法，其特征在于包括以下步骤：
第一，打磨机器人(4)的控制系统将风机叶片(6)分割为多个横向虚拟截面，这些截面的法线为风机叶片(6)两端相连的曲线，这些截面与风机叶片(6)表面相交形成的闭合轮廓线即为打磨头(5)预设轨迹；
第二，风机叶片(6)被放置于风机叶片支撑平台(2)之后，操作人员通过自动导引小车控制柜(3)控制自动导引小车(2)移动到初始位置，进行离线编程，然后打磨机器人(4)通过电机驱动其末端的打磨头(5)，按照预设轨迹，对附近的风机叶片(6)的表面进行打磨，待这部分表面打磨完成后，自动导引小车(2)带着打磨机器人(4)往叶尖方向移动一段距离，到达下一工位，打磨机器人(4)重复之前的操作，打磨所对的部分表面；
第三，打磨机器人(4)通过设置的一个个工位来打磨风机叶片(6)的一个个部分表面，从而完成整个风机叶片(6)的表面打磨工作。
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