一种用于船体分段喷丸除锈智能机器人集成系统技术方案

本发明专利技术公开一种船体分段喷丸除锈智能机器人集成系统，应用船体分段喷丸除锈智能机器人小车运动路径XYZ坐标信息和运动路径平台工装，利用智能机器人无人化船体分段涂装车间系统的计算机总控制系统或计算机控制系统，按照船体分段喷丸除锈智能机器人小车运动路径XYZ坐标和船体分段喷丸除锈工艺及标准，控制船体分段喷丸除锈智能机器人小车，在运动路径平台工装上移动到需要除锈位置，再通过视觉系统控制机械手运动完成船体分段喷丸除锈，解决目前造船、海洋工程、桥梁钢结构、钢结构建筑、化工机械和起重机械等重型机械制造行业的涂装很少使用或无法应用喷丸除锈机器人的问题。

An intelligent robot integrated system for hull segment shot peening and rust removal

The invention discloses a hull derusting intelligent robot integrated system, application of hull derusting intelligent robot motion path and motion path XYZ coordinate information platform tools, computer control system or computer control system of intelligent robot using unmanned ship block painting workshop system, in accordance with the hull derusting of intelligent robot motion path XYZ coordinates and hull derusting process and control standard, shot blasting intelligent robot car hull, tooling path under the platform need to move to rust position, through the visual system to control the manipulator to complete hull derusting, solve the current shipbuilding, marine engineering, bridge steel structure, steel structure, chemical machinery and lifting machinery and other heavy machinery manufacturing industry to make little painting The problem of using or unable to apply shot peening robot.

【技术实现步骤摘要】
一种用于船体分段喷丸除锈智能机器人集成系统
本专利技术涉及机械制造领域，更具体地，涉及一种用于船体分段喷丸除锈智能机器人集成系统。
技术介绍
船舶和海洋工程装备制造，有一个很重要的工序就是需要对其船体分段和海工模块进行防腐蚀的涂装工作。同样钢结构桥梁、钢结构建筑、大型化工机械和大型起重机械等重型机械制造也需要进行防腐蚀的涂装工作。涂装工作主要是喷钢丸除锈和喷防腐油漆。目前，涂装车间内的涂装工作主要是依靠人工操作进行喷钢丸除锈和喷防腐油漆。由于在喷钢丸除锈时产生大量的有害粉尘，以及在喷油漆时也会产生对人有害的漆雾和有机溶剂气味，所以油漆工人要全身穿着劳动保护服装和戴上厚实的防护口罩。因此在这种艰苦和恶劣的环境下工作，愿意干这种油漆工的人越来越少。另外，因为现在一般的喷丸除锈的机器人主要是依赖示教编程，大多数是采用固定机械手和使用工装夹具、变位器等，应用在少品种大批量生产的产品制造上，所以五金加工、摩托车、汽车等小构件加工的轻工家电和汽车制造等行业使用较多。由于船舶和海洋工程装备制造行业，以及钢结构桥梁、钢结构建筑、大型化工机械和大型起重机械等重型机械制造行业都是小批量多品种，并且一是产品外形结构复杂，外表面有的是不规则的复杂弯曲面，内部结构有的是半封闭或全封闭的舱室空间复杂结构；二是产品结构外形尺寸大，重量重。所以使到机器人的应用很少。另外，由于船体分段和海工模块内部结构有的是半封闭或全封闭的舱室空间复杂结构，有的船体肋板或壁板结构仅是开个人孔，人要弯腰跨腿才穿越过去。在这种半封闭或全封闭的空间复杂结构内涂装工人要进行喷丸除锈是非常艰苦的工作，而现有的喷丸除锈机器人不适用，并且要开发这种高度智能和高度仿真人的机器人，一是还没有，二是开发成本也是这种制造行业无法承受得起。因此需要针对这种半封闭或全封闭的空间复杂结构开发一种既简单又实用、成本不高、便携式、小型化、移动式智能喷丸除锈机器人集成系统。让机器人代替人作喷丸除锈这种艰苦繁重的劳动，而人只作一些轻松的辅助工作。
技术实现思路
本专利技术为解决目前造船、海洋工程、桥梁钢结构、钢结构建筑、化工机械和起重机械等重型机械制造行业的涂装很少使用或无法应用喷丸除锈机器人的问题，提出一种船体分段喷丸除锈智能机器人集成系统。应用船体分段喷丸除锈智能机器人小车运动路径XYZ坐标信息和运动路径平台工装，利用智能机器人无人化船体分段涂装车间系统的计算机总控制系统或计算机控制系统，按照船体分段喷丸除锈智能机器人小车运动路径XYZ坐标，控制船体分段喷丸除锈智能机器人小车，在运动路径平台工装上移动到需要喷丸除锈位置，再通过视觉系统控制机械手运动完成船体分段除锈。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：一种用于船体分段喷丸除锈智能机器人集成系统,包括机器人小车、机械手、视觉检测设备、钢丸喷枪、空气压缩机、钢丸料斗、机器人小车运动平台工装以及计算机；所述的机械手安装在机器人小车的顶部；所述的视觉检测设备安装在机械手底座的前方位置；所述的钢丸喷枪安装在机械手的最前端通过管线缆与空气压缩机、钢丸料斗相连组成一个完整的喷丸除锈设备；所述的计算机与机器人小车、机械手、视觉检测设备、喷丸除锈设备以及机器人小车运动平台工装电连接；所述的计算机控制机器人小车在平台工装上移动到达需要喷丸除锈位置，按照视觉检测设备识别喷丸除锈前和喷丸除锈后的位置及范围以及测量机器人与被喷丸除锈物表面的距离，根据船体喷丸除锈工艺和标准的要求生成机械手的运动控制轨迹，通过机械手运动控制喷丸除锈设备进行除锈。在一种优选的方案中，所述的机器人小车是由伺服电机带驱动机构的一种轮式或履带式滚动小车。由计算机控制系统按照预先规划好的除锈运动路径XYZ坐标，控制机器人小车在平台工装上移动到达需要除锈位置。在一种优选的方案中，所述的机械手半径约为0.6米，小型化、轻量化。安装在机器人小车上，构成一个可移动式的船体分段喷丸除锈智能小机器人，人手可以携带。在一种优选的方案中，所述的视觉检测设备包括图像获取装置、图像存储设备、数据处理器以及软件设备。在一种优选的方案中，所述的喷丸除锈设备包括空气压缩机、气罐、钢丸料斗、管线缆、钢丸喷枪，由计算机自动控制喷丸除锈设备进行喷丸除锈。在一种优选的方案中，所述的机器人小车运动平台工装是由金属结构件组装的一个供机器人小车移动的通道平台工装。平台工装有多种类型，如一般的平台工装：长（2米、1米、0.8米、0.4米多种规格），宽0.3米，高度可手动调节；可自动升降的平台工装：长0.5米、宽0.3米、高度可自动升降；可侧移的平台工装：长0.5米、宽0.3米、可向左或向右侧移。在一种优选的方案中，所述的计算机包括机器人小车数控系统和机械手运动控制系统。按照预先规划好的喷丸除锈运动路径XYZ坐标，控制机器人小车在平台工装上移动到达需要喷丸除锈位置。与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是：一种船体分段喷丸除锈智能机器人集成系统，应用船体分段喷丸除锈智能机器人小车运动路径XYZ坐标信息和运动路径平台工装，利用智能机器人无人化船体分段涂装车间系统的计算机总控制系统或计算机控制系统，按照船体分段喷丸除锈智能机器人小车运动路径XYZ坐标，以及根据船体喷丸除锈工艺和标准的要求生成机械手的运动控制轨迹，控制船体分段喷丸除锈智能机器人小车，在运动路径平台工装上移动到需要喷丸除锈位置，再通过视觉系统控制机械手运动完成船体分段喷丸除锈，解决目前造船、海洋工程、桥梁钢结构、钢结构建筑、化工机械和起重机械等重型机械制造行业的涂装很少使用或无法应用喷丸除锈机器人的问题。附图说明图1为本专利技术实施例1用于船体分段喷丸除锈智能机器人集成系统结构图。图2为本专利技术实施例1钢材表面锈蚀特征图。图3为本专利技术实施例1钢材表面除锈特征图。其中：1、机器人小车；2、机械手；3、视觉检测设备；4、钢丸喷枪；5、空气压缩机；6、机器人小车运动平台工装；7计算机；8钢丸料斗。具体实施方式附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明。实施例1如图1所示，一种用于船体分段喷丸除锈智能机器人集成系统，包括机器人小车1、机械手2、视觉检测设备3、钢丸喷枪4、空气压缩机5、机器人小车运动平台工装6、计算机7以及钢丸料斗8；所述的机械手2安装在机器人小车1的顶部；所述的视觉检测设备3安装在机械手2底座的前方位置；所述的钢丸喷枪4安装在机械手2的最前端通过管线缆与空气压缩机5以及钢丸料斗8相连组成一个完整的喷丸除锈设备；所述的计算机7与机器人小车1、机械手2、视觉检测设备3、喷丸除锈设备以及机器人小车运动平台工装6电连接；所述的计算机7控制机器人小车1在平台工装上移动到达需要喷丸除锈位置，按照视觉检测设备3识别喷丸除锈前和喷丸除锈后的位置及范围以及测量机器人与被喷丸除锈物表面的距离，根据喷丸除锈工艺和标准的要求生成机械手的运动轨迹，通过机械手2运动控制喷丸除锈设备进行喷丸除锈。在具体实施过程中，所述的机器人小车1是由伺服电机带驱动机构的一种轮式或履带式滚动小车。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于船体分段喷丸除锈智能机器人集成系统，其特征在于，包括机器人小车、机械手、视觉检测设备、钢丸喷枪、空气压缩机、钢丸料斗、机器人小车运动平台工装以及计算机；所述的机械手安装在机器人小车的顶部；所述的视觉检测设备安装在机械手底座的前方位置；所述的钢丸喷枪安装在机械手的最前端通过管线缆与空气压缩机、钢丸料斗相连组成一个完整的喷丸除锈设备；所述的计算机与机器人小车、机械手、视觉检测设备、喷丸除锈设备以及机器人小车运动平台工装电连接；所述的计算机控制机器人小车在平台工装上移动到达需要喷丸除锈位置，按照视觉检测设备识别喷丸除锈前和喷丸除锈后的位置及范围以及测量机器人与被喷丸除锈物表面的距离，根据船体喷丸除锈工艺和标准的要求生成机械手的运动控制轨迹，通过机械手运动控制喷丸除锈设备进行除锈。

【技术特征摘要】
1.一种用于船体分段喷丸除锈智能机器人集成系统，其特征在于，包括机器人小车、机械手、视觉检测设备、钢丸喷枪、空气压缩机、钢丸料斗、机器人小车运动平台工装以及计算机；所述的机械手安装在机器人小车的顶部；所述的视觉检测设备安装在机械手底座的前方位置；所述的钢丸喷枪安装在机械手的最前端通过管线缆与空气压缩机、钢丸料斗相连组成一个完整的喷丸除锈设备；所述的计算机与机器人小车、机械手、视觉检测设备、喷丸除锈设备以及机器人小车运动平台工装电连接；所述的计算机控制机器人小车在平台工装上移动到达需要喷丸除锈位置，按照视觉检测设备识别喷丸除锈前和喷丸除锈后的位置及范围以及测量机器人与被喷丸除锈物表面的距离，根据船体喷丸除锈工艺和标准的要求生成机械手的运动控制轨迹，通过机械手运动控制喷丸除锈设备进行除锈。2.根据权利要求1所述的用于船体分段喷丸除锈智能机器人集成系统，其特征在于，所述的机器人...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏汉明，
申请(专利权)人：广东加德伟自动化有限公司，苏汉明，
类型：发明
国别省市：广东,44