CN112605663A - 一种基于自适应控制的焊缝混合打磨方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于自适应控制的焊缝混合打磨方法及系统。该方法包括一道焊缝铣削粗加工和一道焊缝磨削精加工；在焊缝铣削粗加工过程中，通过铣削位置检测单元与控制中心的实时反馈调节实现焊缝加工的自适应控制，保证铣削粗加工完成后的焊缝余高为铣削目标焊缝余高；在焊缝磨削精加工过程中，通过磨削位置检测单元与控制中心的实时反馈调节实现焊缝加工的自适应控制，保证磨削精加工完成后的焊缝余高为磨削目标焊缝余高。该系统包括：铣削子系统、磨削子系统、控制中心。采用该方法及系统进行焊缝打磨加工，能够有效避免加工过程中打磨不充分及母材擦伤的情况，增加磨削工具的使用寿命，并且能够快速得到高质量的打磨表面。

Description

一种基于自适应控制的焊缝混合打磨方法及系统
技术领域
本发明涉及机器人打磨加工领域，特别涉及一种基于自适应控制的焊缝混合打磨方法及系统。
背景技术
传统人工打磨由于焊缝打磨动作单调，工人难以长时间集中精力工作，导致工作效率低，可靠性差，连续性无法保持稳定，人工打磨的好坏主要依靠工人技术水平的高低，因此打磨工艺质量稳定性差，尤其对于焊接行业。随着工业机器人的应用领域越来越广泛，越来越呈现出工业机器人逐步代替人工打磨劳动力的趋势。
工业机器人打磨需要配备主轴，以较高的打磨转速保证打磨的完成度。对于焊缝过高的部位，以较高的打磨转速完成打磨，这对于打磨工具的损耗巨大，降低了打磨工具寿命，增大了打磨工具换替频率，大大提高了打磨成本。铣削加工虽然作为一种常见的金属冷加工方式，但与磨削加工相似，均是通过主轴驱动刀具产生高速旋转进行切削加工，这为铣削与磨削在一个系统控制下工作提供了可能性。因此，在对焊缝进行磨削加工前，可以先对焊缝进行一个铣削粗加工，快速降低焊缝余高，降低打磨难度。
同时，由于焊接工件表面的起伏，为保证焊接过程的稳定性，焊缝宽度与高度不是绝对均匀的，此种情况下，铣削预加工得到的焊缝余高亦会有起伏，在此基础之上，对起伏较大的焊缝部位进行打磨会有打磨不充分或擦伤母材的情况出现。
因此，为了保证被加工工件表面质量均一且稳定，提出一种结合铣削、磨削两种材料切削方式，并且在铣削与磨削过程中能够不断调整进给量的焊缝混合打磨方法及系统是非常有必要的。
发明内容
本发明的第一发明目的：结合铣削、磨削两种材料切削方式，提出一种在铣削与磨削过程中能够不断调整进给量的焊缝混合打磨方法，以实现具有较大焊缝高度与起伏的焊缝的快速高精度打磨。
本发明实现其第一发明目的所采取的技术方案是：一种基于自适应控制的焊缝混合打磨方法，所述方法包括一道焊缝铣削粗加工和一道焊缝磨削精加工；
在焊缝铣削粗加工过程中，通过铣削位置检测单元与控制中心的实时反馈调节实现焊缝加工的自适应控制，保证铣削粗加工完成后的焊缝余高为铣削目标焊缝余高；所述铣削目标焊缝余高是指铣削粗加工完成后焊缝高出打磨工件母材表面的目标距离；
在焊缝磨削精加工过程中，通过磨削位置检测单元与控制中心的实时反馈调节实现焊缝加工的自适应控制，保证磨削精加工完成后的焊缝余高为磨削目标焊缝余高；所述磨削目标焊缝余高是指磨削精加工完成后焊缝高出打磨工件母材表面的目标距离。
进一步，所述方法包括具体步骤如下：
S1、预设混合打磨工艺参数；所述混合打磨工艺参数包括：打磨路径；目标铣削距离，记为X0；目标铣削进给量，记为D0；目标磨削距离，记为Y0；目标磨削进给量，记为T0；
所述目标铣削距离是铣削粗加工过程中，铣削工具与打磨工件母材表面的目标距离，且所述目标铣削距离减去所述目标铣削进给量等于所述铣削目标焊缝余高；
所述目标磨削距离是磨削精加工过程中，磨削工具与打磨工件母材表面的目标距离，且所述目标磨削距离减去所述目标磨削进给量等于所述磨削目标焊缝余高；
S2、铣削工具行进到目标位置，开始铣削粗加工；
S3、铣削工具沿打磨路径进行铣削粗加工；铣削粗加工过程中，铣削位置检测单元实时检测铣削工具与打磨工件母材表面的距离得到实时铣削距离X，并将实时铣削距离X反馈给控制中心；控制中心将实时铣削距离X与所述目标铣削距离X0进行对比，进而调整铣削进给量为D，且满足X-D＝X0-D0；具体为：若X＞X0，则增大铣削进给量为D，且满足X-D＝X0-D0；若X＜X0，则减少铣削进给量为D，且满足X-D＝X0-D0；若X＝X0，则保持铣削进给量为D，此时D＝D0；
S4、铣削粗加工完成，铣削工具行进到安全点；
S5、磨削工具行进到目标位置，开始磨削精加工；
S6、磨削工具沿打磨路径进行磨削精加工，磨削精加工过程中，磨削位置检测单元实时检测磨削工具与打磨工件母材表面的距离得到实时磨削距离Y，并将实时磨削距离Y反馈给控制中心；控制中心将实时磨削距离Y与所述目标磨削距离Y0进行对比，进而调整磨削进给量为T，且满足Y-T＝Y0-T0；具体为：若Y＞Y0，则增大磨削进给量为T，且满足Y-T＝Y0-T0；若Y＜Y0，则减少磨削进给量为T，且满足Y-T＝Y0-T0；若Y＝Y0，则保持磨削进给量为T，此时T＝T0；
S7、磨削精加工完成，磨削工具行进到安全点。
进一步，在焊缝铣削粗加工过程中，铣削工具的转速为6000RPM，铣削工具的进给速度为45mm/s。
进一步，在焊缝磨削精加工过程中，磨削工具的转速为8000RPM，磨削工具的进给速度为10mm/s。
本发明的第二发明目的：提供一种在铣削与磨削过程中能够不断调整进给量的焊缝混合打磨系统，以实现铣削工具与磨削工具进给量的自适应控制。
本发明实现其第二发明目的所采取的技术方案是：一种基于自适应控制的焊缝混合打磨系统，所述系统是采用基于自适应控制的焊缝混合打磨方法进行工作的，所述系统包括：铣削子系统、磨削子系统、控制中心；
所述铣削子系统包括铣削机器人、铣削工具、铣削主轴、铣削位置检测单元；
所述磨削子系统包括磨削机器人、磨削工具、磨削主轴、磨削位置检测单元；
所述铣削子系统用于焊缝的铣削粗加工；所述铣削工具用于切削焊缝的主体部分；所述铣削主轴用于驱动所述铣削工具进行旋转；所述铣削位置检测单元用于实时检测所述铣削工具与打磨工件母材表面的距离，并反馈给所述控制中心，通过所述铣削位置检测单元与所述控制中心的实时反馈调节实现铣削加工的自适应控制；
所述磨削子系统用于焊缝的磨削精加工；所述磨削工具用于打磨焊缝的剩余部分；所述磨削主轴用于驱动所述磨削工具进行旋转；所述磨削位置检测单元用于实时检测所述磨削工具与打磨工件母材表面的距离，并反馈给所述控制中心，通过所述磨削位置检测单元与所述控制中心的实时反馈调节实现磨削加工的自适应控制。
进一步，所述系统还包括：变位机、机器人控制柜、转速控制箱。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：
(一)本发明提供的一种基于自适应控制的焊缝混合打磨方法，该方法结合铣削、磨削两种材料切削方式，对具有较高焊缝高度的焊缝先进行一道焊缝铣削粗加工，降低焊缝高度，在此基础之上，对铣削粗加工得到的焊缝再进行一道磨削精加工，可以快速得到高质量的打磨表面。另外，针对打磨母材平面起伏与焊缝高度不均匀的情况，该方法对铣削粗加工中的铣削工具进给量进行自适应控制，并对磨削精加工中的磨削工具进给量进行自适应控制，能够保证切削工具与打磨工件母材表面的距离稳定。更重要的是，该方法通过先铣削后磨削的方式，降低了具有较高焊缝高度的焊缝的打磨难度，整个加工过程只需要一次自适应铣削粗加工与一次自适应磨削精加工，由于铣削粗加工得到的焊缝余高较小，可以减少磨削精加工过程中磨削工具与工件的磨损。通过对铣削工具与磨削工具进给量的自适应控制，可以有效避免加工过程中打磨不充分及母材擦伤的情况，增加磨削工具的使用寿命，快速得到高质量的打磨表面。
(二)本发明提供的一种基于自适应控制的焊缝混合打磨系统，该系统结合铣削加工与磨削加工均是通过主轴驱动刀具产生高速旋转进行切削加工的特点，构建铣削子系统与磨削子系统通过一个控制中心进行自适应控制。铣削子系统与磨削子系统相对独立，由不同的机器人与主轴控制完成。该系统通过位置检测单元实时检测铣削距离与磨削距离，并反馈给控制中心，调整铣削进给量与磨削进给量。位置检测单元包括铣削位置检测单元与磨削位置检测单元，二者相互独立，但由同一个控制中心进行反馈调节。铣削位置检测单元与控制中心实现铣削粗加工的自适应控制，打磨位置检测单元与控制中心实现磨削精加工的自适应控制，整个加工过程只需要一次自适应铣削粗加工与一次自适应磨削精加工。另外，对于打磨工件母材表面高低起伏较大的焊缝进行打磨，通过该系统可以对进给量进行快速调节，由此降低铣削与磨削速度，进而保证铣削与磨削进给的平稳过渡。铣削粗加工铣削去除量越大得到的焊缝余高越小，后续磨削精加工过程中的磨削去除量越小，这样不但可以降低磨削难度，提高磨削工具的使用寿命；而且还可以降低磨削工具的进给调节量，有利于匹配更大的磨削速度。(这里的铣削速度为铣削工具沿铣削方向相对于被加工材料的行进速度，磨削速度为磨削工具沿磨削方向相对于被加工材料的行进速度。由于整个加工过程铣削工具、磨削工具与被加工材料作相对运动，铣削与磨削速度越小，铣削与磨削的进给量自适应调节越平稳。若磨削精加工过程中的磨削去除量越小，磨削工具的进给调节量越小，此时匹配较大的磨削速度，亦能保证磨削进程进给量自适应调节的平稳性。)
下面通过具体实施方式及附图对本发明作进一步详细说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。
附图说明
图1是本发明实施例基于自适应控制的焊缝混合打磨方法流程图。
图2是本发明实施例铣削粗加工对象结构示意图。
图3是本发明实施例铣削粗加工过程示意图。
图4是本发明实施例铣削粗加工效果图。
图5是本发明实施例磨削精加工对象结构示意图。
图6是本发明实施例磨削精加工过程示意图。
图7是本发明实施例磨削精加工效果图。
图8是本发明实施例基于自适应控制的焊缝混合打磨系统结构示意图，其中，1为铣削机器人，2为铣削工具，3为铣削主轴，4为铣削位置检测单元，5为变位机，6为磨削位置检测单元，7为磨削主轴，8为磨削工具，9为磨削机器人，10、14为机器人控制柜，11、13为转速控制箱，12为控制中心。
具体实施方式
实施例
本例给出的一种基于自适应控制的焊缝混合打磨方法，该方法包括一道焊缝铣削粗加工和一道焊缝磨削精加工。
在焊缝铣削粗加工过程中，通过铣削位置检测单元与控制中心的实时反馈调节实现焊缝加工的自适应控制，保证铣削粗加工完成后的焊缝余高为铣削目标焊缝余高。铣削目标焊缝余高是指铣削粗加工完成后焊缝高出打磨工件母材表面的目标距离。
在焊缝磨削精加工过程中，通过磨削位置检测单元与控制中心的实时反馈调节实现焊缝加工的自适应控制，保证磨削精加工完成后的焊缝余高为磨削目标焊缝余高。磨削目标焊缝余高是指磨削精加工完成后焊缝高出打磨工件母材表面的目标距离。
图1是本例基于自适应控制的焊缝混合打磨方法流程图，下面按步骤进行具体描述：
S1、预设混合打磨工艺参数；混合打磨工艺参数包括：打磨路径；目标铣削距离，记为X0；目标铣削进给量，记为D0；目标磨削距离，记为Y0；目标磨削进给量，记为T0。
目标铣削距离是铣削粗加工过程中，铣削工具与打磨工件母材表面的目标距离，且目标铣削距离减去目标铣削进给量等于铣削目标焊缝余高。
目标磨削距离是磨削精加工过程中，磨削工具与打磨工件母材表面的目标距离，且目标磨削距离减去目标磨削进给量等于磨削目标焊缝余高。
S2、铣削工具行进到目标位置，开始铣削粗加工。
S3、铣削工具沿打磨路径进行铣削粗加工；铣削粗加工过程中，铣削位置检测单元实时检测铣削工具与打磨工件母材表面的距离得到实时铣削距离X，并将实时铣削距离X反馈给控制中心；控制中心将实时铣削距离X与目标铣削距离X0进行对比，进而调整铣削进给量为D，且满足X-D＝X0-D0；具体为：若X＞X0，则增大铣削进给量为D，且满足X-D＝X0-D0；若X＜X0，则减少铣削进给量为D，且满足X-D＝X0-D0；若X＝X0，则保持铣削进给量为D，此时D＝D0。
S4、铣削粗加工完成，铣削工具行进到安全点。
S5、磨削工具行进到目标位置，开始磨削精加工。
S6、磨削工具沿打磨路径进行磨削精加工，磨削精加工过程中，磨削位置检测单元实时检测磨削工具与打磨工件母材表面的距离得到实时磨削距离Y，并将实时磨削距离Y反馈给控制中心；控制中心将实时磨削距离Y与目标磨削距离Y0进行对比，进而调整磨削进给量为T，且满足Y-T＝Y0-T0；具体为：若Y＞Y0，则增大磨削进给量为T，且满足Y-T＝Y0-T0；若Y＜Y0，则减少磨削进给量为T，且满足Y-T＝Y0-T0；若Y＝Y0，则保持磨削进给量为T，此时T＝T0。
S7、磨削精加工完成，磨削工具行进到安全点。
本例中采用基于自适应控制的混合打磨方法对铝合金厚板大焊缝进行先铣削后磨削加工。
图2是本例铣削加工对象的结构示意图，焊缝高度为3.8mm。由图2可知，在铣削方向1/5L处，打磨工件母材表面平整，实时铣削距离X与目标铣削距离X0相同，此时无需调整铣削进给量；在铣削方向1/2L处，打磨工件母材表面起伏，实时铣削距离X与目标铣削距离X0不同，且X＞X0，此时需调整铣削进给量；在铣削方向9/10L处，打磨工件母材表面起伏，实时铣削距离X与目标铣削距离X0不同，且X＜X0，此时需调整铣削进给量。
对3.8mm高的焊缝先进行一道焊缝铣削粗加工，降低焊缝余高至0.5mm，因此铣削目标焊缝余高为0.5mm，即X0-D0＝0.5mm。铣削粗加工过程如图3所示，此时铣削工具工作，而磨削工具不工作。如图3(a)所示，在铣削方向1/5L处，铣削位置检测单元实时检测铣削工具与打磨工件母材表面的距离得到实时铣削距离X，并将实时铣削距离X反馈给控制中心；控制中心将实时铣削距离X与目标铣削距离X0进行对比，得到X＝X0，进而保持铣削进给量为D，此时D＝D0。如图3(b)所示，在铣削方向1/2L处，铣削位置检测单元实时检测铣削工具与打磨工件母材表面的距离得到实时铣削距离X，并将实时铣削距离X反馈给控制中心；控制中心将实时铣削距离X与目标铣削距离X0进行对比，得到X＞X0，进而增大铣削进给量为D，且满足X-D＝X0-D0。如图3(c)所示，在铣削方向9/10L处，铣削位置检测单元实时检测铣削工具与打磨工件母材表面的距离得到实时铣削距离X，并将实时铣削距离X反馈给控制中心；控制中心将实时铣削距离X与目标铣削距离X0进行对比，得到X＜X0，进而减少铣削进给量为D，且满足X-D＝X0-D0。
本例铣削粗加工过程中，铣削工具的转速为6000RPM，铣削工具的进给速度为45mm/s，得到铣削目标焊缝余高为0.5mm的焊缝，铣削效果如图4所示。
铣削粗加工得到的0.5mm高的焊缝即为下一道焊缝磨削精加工的对象，其结构示意图如图5所示，焊缝高度为0.5mm。由图5可知，在磨削方向1/5L处，打磨工件母材表面平整，实时磨削距离Y与目标磨削距离Y0相同，此时无需调整磨削进给量；在磨削方向1/2L处，打磨工件母材表面起伏，实时磨削距离Y与目标磨削距离Y0不同，且Y＞Y0，此时需调整磨削进给量；在磨削方向9/10L处，打磨工件母材表面起伏，实时磨削距离Y与目标磨削距离Y0不同，且Y＜Y0，此时需调整铣削进给量。
对铣削粗加工得到的0.5mm高的焊缝进行一道焊缝磨削精加工，降低焊缝余高至0mm，因此磨削目标焊缝余高为0mm，即Y0-T0＝0mm。磨削精加工过程如图6所示，此时磨削工具工作，而铣削工具不工作。如图6(a)所示，在磨削方向1/5L处，磨削位置检测单元实时检测磨削工具与打磨工件母材表面的距离得到实时磨削距离Y，并将实时磨削距离Y反馈给控制中心；控制中心将实时磨削距离Y与目标磨削距离Y0进行对比，得到Y＝Y0，进而保持磨削进给量为T，此时T＝T0。如图6(b)所示，在磨削方向1/2L处，磨削位置检测单元实时检测磨削工具与打磨工件母材表面的距离得到实时磨削距离Y，并将实时磨削距离Y反馈给控制中心；控制中心将实时磨削距离Y与目标磨削距离Y0进行对比，得到Y＞Y0，进而增大磨削进给量为T，且满足Y-T＝Y0-T0。如图6(c)所示，在磨削方向9/10L处，磨削位置检测单元实时检测磨削工具与打磨工件母材表面的距离得到实时磨削距离Y，并将实时磨削距离Y反馈给控制中心；控制中心将实时磨削距离Y与目标磨削距离Y0进行对比，得到Y＜Y0，进而减少磨削进给量为T，且满足Y-T＝Y0-T0。
本例磨削精加工过程中，磨削工具的转速为8000RPM，磨削工具的进给速度为10mm/s，得到高质量的打磨表面，磨削效果如图7所示。
另外，本例给出的一种基于自适应控制的焊缝混合打磨系统，其结构如图8所示，该系统包括：铣削子系统、磨削子系统、控制中心12。
铣削子系统包括铣削机器人1、铣削工具2、铣削主轴3、铣削位置检测单元4。
磨削子系统包括磨削机器人9、磨削工具8、磨削主轴7、磨削位置检测单元6。
铣削子系统用于焊缝的铣削粗加工；铣削工具2用于切削焊缝的主体部分；铣削主轴3用于驱动铣削工具2进行旋转；铣削位置检测单元4用于实时检测铣削工具2与打磨工件母材表面的距离，并反馈给控制中心12，通过铣削位置检测单元4与控制中心12的实时反馈调节实现铣削加工的自适应控制。
磨削子系统用于焊缝的磨削精加工；磨削工具8用于打磨焊缝的剩余部分；磨削主轴7用于驱动磨削工具8进行旋转；磨削位置检测单元6用于实时检测磨削工具8与打磨工件母材表面的距离，并反馈给控制中心12，通过磨削位置检测单元6与控制中心12的实时反馈调节实现磨削加工的自适应控制。
本例系统还包括：变位机5、机器人控制柜10和14、转速控制箱11和13。其中，变位机5用于装夹调整打磨工件位置；机器人控制柜10和14分别用于控制磨削机器人9与铣削机器人1；转速控制箱11和13分别用于控制磨削工具8与铣削工具2的转速。

Claims (6)

1.一种基于自适应控制的焊缝混合打磨方法，其特征在于，所述方法包括一道焊缝铣削粗加工和一道焊缝磨削精加工；
在焊缝铣削粗加工过程中，通过铣削位置检测单元与控制中心的实时反馈调节实现焊缝加工的自适应控制，保证铣削粗加工完成后的焊缝余高为铣削目标焊缝余高；所述铣削目标焊缝余高是指洗消粗加工完成后焊缝高出打磨工件母材表面的目标距离；
在焊缝磨削精加工过程中，通过磨削位置检测单元与控制中心的实时反馈调节实现焊缝加工的自适应控制，保证磨削精加工完成后的焊缝余高为磨削目标焊缝余高；所述磨削目标焊缝余高是指磨削精加工完成后焊缝高出打磨具工件母材表面的目标距离。
2.根据权利要求1所述的一种基于自适应控制的焊缝混合打磨方法，其特征在于，所述方法包括具体步骤如下：
S1、预设混合打磨工艺参数；所述混合打磨工艺参数包括：打磨路径；目标铣削距离，记为X0；目标铣削进给量，记为D0；目标磨削距离，记为Y0；目标磨削进给量，记为T0；
所述目标铣削距离是铣削粗加工过程中，铣削工具与打磨工件母材表面的目标距离，且所述目标铣削距离减去所述目标铣削进给量等于所述铣削目标焊缝余高；
所述目标磨削距离是磨削精加工过程中，磨削工具与打磨工件母材表面的目标距离，且所述目标磨削距离减去所述目标磨削进给量等于所述磨削目标焊缝余高；
S2、铣削工具行进到目标位置，开始铣削粗加工；
S3、铣削工具沿打磨路径进行铣削粗加工；铣削粗加工过程中，铣削位置检测单元实时检测铣削工具与打磨工件母材表面的距离得到实时铣削距离X，并将实时铣削距离X反馈给控制中心；控制中心将实时铣削距离X与所述目标铣削距离X0进行对比，进而调整铣削进给量为D，且满足X-D＝X0-D0；具体为：若X＞X0，则增大铣削进给量为D，且满足X-D＝X0-D0；若X＜X0，则减少铣削进挤出量为D，且满足X-D＝X0-D0；若X＝X0，则保持铣削进给量为D，此时D＝D0；
S4、铣削粗加工完成，铣削工具行进到安全点；
S5、磨削工具行进到目标位置，开始磨削精加工；
S6、磨削工具沿打磨路径进行磨削精加工，磨削精加工过程中，磨削位置检测单元实时检测磨削工具与打磨工件母材表面的距离得到实时磨削距离Y，并将实时磨削距离Y反馈给控制中心；控制中心将实时磨削距离Y与所述目标磨削距离Y0进行对比，进而调整磨削进给量为T，且满足Y-T＝Y0-T0；具体为：若Y＞Y0，则增大磨削进给量为T，且满足Y-T＝Y0-T0；若Y＜Y0，则减少磨削进给量为T，且满足Y-T＝Y0-T0；若Y＝Y0，则保持磨削进给量为T，此时T＝T0；
S7、磨削精加工完成，磨削工具行进到安全点。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于自适应控制的焊缝混合打磨方法，其特征在于，在焊缝铣削粗加工过程中，铣削工具的转速为6000RPM，铣削工具的进给速度为45mm/s。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于自适应控制的焊缝混合打磨方法，其特征在于，在焊缝磨削精加工过程中，磨削工具的转速为8000RPM，磨削工具的进给速度为10mm/s。
5.一种基于自适应控制的焊缝混合打磨系统，其特征在于，所述系统是采用如权利要求1～4任一所述方法进行工作的，所述系统包括：铣削子系统、磨削子系统、控制中心；
所述铣削子系统包括铣削机器人、铣削工具、铣削主轴、铣削位置检测单元；
所述磨削子系统包括磨削机器人、磨削工具、磨削主轴、磨削位置检测单元；
所述铣削子系统用于焊缝的铣削粗加工；所述铣削工具用于切削焊缝的主体部分；所述铣削主轴用于驱动所述铣削工具进行旋转；所述铣削位置检测单元用于实时检测所述铣削工具与打磨工件母材表面的距离，并反馈给所述控制中心，通过所述铣削位置检测单元与所述控制中心的实时反馈调节实现铣削加工的自适应控制；
所述磨削子系统用于焊缝的磨削精加工；所述磨削工具用于打磨焊缝的剩余部分；所述磨削主轴用于驱动所述磨削工具进行旋转；所述磨削位置检测单元用于实时检测所述磨削工具与打磨工件母材表面的距离，并反馈给所述控制中心，通过所述磨削位置检测单元与所述控制中心的实时反馈调节实现磨削加工的自适应控制。
6.根据权利要求5所述的一种基于自适应控制的焊缝混合打磨系统，其特征在于，所述系统还包括：变位机、机器人控制柜、转速控制箱。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113441917A (zh) * 2021-07-15 2021-09-28 东北轻合金有限责任公司 一种航空用高强铝合金厚板整体结构件的加工方法
CN113996932A (zh) * 2021-11-15 2022-02-01 哈焊国创(青岛)焊接工程创新中心有限公司 一种消除焊缝余高及咬边缺陷的焊接系统及焊接方法
CN114654332A (zh) * 2022-03-02 2022-06-24 海洋石油工程股份有限公司 深水钢悬链立管的环焊缝表面打磨工艺方法
CN115582751A (zh) * 2022-12-05 2023-01-10 山东嘉明精密钣金有限公司 一种金属板材钣金焊接后处理工艺

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10002053A1 (de) * 2000-01-19 2001-08-09 Emag Maschfab Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Fertigung von Werkstücken, insbesondere zur Komplettfertigung komplexer Werkteile
CN105823448A (zh) * 2016-03-29 2016-08-03 韩金桥 一种磨削工件在线检测方法
CN107756413A (zh) * 2017-09-29 2018-03-06 中车唐山机车车辆有限公司 高铁整车焊缝自动打磨和焊缝探伤系统
CN110052839A (zh) * 2019-04-29 2019-07-26 上海中车瑞伯德智能系统股份有限公司 一种焊缝打磨组合工具
CN110560754A (zh) * 2019-09-05 2019-12-13 奇瑞新能源汽车股份有限公司 自适应加工系统及其控制方法、车身加工设备
CN111805247A (zh) * 2020-06-22 2020-10-23 无锡中车时代智能装备有限公司 一种大型工件自动化铣削磨抛复合加工系统及方法
CN111843505A (zh) * 2020-07-16 2020-10-30 武汉数字化设计与制造创新中心有限公司 现场机器人在位测量-铣磨修复一体化工艺方法与系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10002053A1 (de) * 2000-01-19 2001-08-09 Emag Maschfab Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Fertigung von Werkstücken, insbesondere zur Komplettfertigung komplexer Werkteile
CN105823448A (zh) * 2016-03-29 2016-08-03 韩金桥 一种磨削工件在线检测方法
CN107756413A (zh) * 2017-09-29 2018-03-06 中车唐山机车车辆有限公司 高铁整车焊缝自动打磨和焊缝探伤系统
CN110052839A (zh) * 2019-04-29 2019-07-26 上海中车瑞伯德智能系统股份有限公司 一种焊缝打磨组合工具
CN110560754A (zh) * 2019-09-05 2019-12-13 奇瑞新能源汽车股份有限公司 自适应加工系统及其控制方法、车身加工设备
CN111805247A (zh) * 2020-06-22 2020-10-23 无锡中车时代智能装备有限公司 一种大型工件自动化铣削磨抛复合加工系统及方法
CN111843505A (zh) * 2020-07-16 2020-10-30 武汉数字化设计与制造创新中心有限公司 现场机器人在位测量-铣磨修复一体化工艺方法与系统

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张小红: "《智能制造导论》", 31 July 2019, 上海交通大学出版社 *
王义斌: "《机械制造自动化及智能制造技术研究》", 31 May 2018, 中国原子能出版社 *
马贤智: "《实用机械加工手册》", 28 February 2015, 辽宁科学技术出版社 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113441917A (zh) * 2021-07-15 2021-09-28 东北轻合金有限责任公司 一种航空用高强铝合金厚板整体结构件的加工方法
CN113441917B (zh) * 2021-07-15 2022-12-09 东北轻合金有限责任公司 一种航空用高强铝合金厚板整体结构件的加工方法
CN113996932A (zh) * 2021-11-15 2022-02-01 哈焊国创(青岛)焊接工程创新中心有限公司 一种消除焊缝余高及咬边缺陷的焊接系统及焊接方法
CN114654332A (zh) * 2022-03-02 2022-06-24 海洋石油工程股份有限公司 深水钢悬链立管的环焊缝表面打磨工艺方法
CN114654332B (zh) * 2022-03-02 2024-03-22 海洋石油工程股份有限公司 深水钢悬链立管的环焊缝表面打磨工艺方法
CN115582751A (zh) * 2022-12-05 2023-01-10 山东嘉明精密钣金有限公司 一种金属板材钣金焊接后处理工艺
CN115582751B (zh) * 2022-12-05 2023-03-10 山东嘉明精密钣金有限公司 一种金属板材钣金焊接后处理工艺

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