一种船体外板大拼接缝的自动除锈方法技术

本发明专利技术公开了一种船体外板大拼接缝的自动除锈方法，包括以下步骤：步骤一、测量待喷砂拼接焊缝的形状、长度及宽度；步骤二、安装爬壁机器人与喷砂枪，在爬壁机器人上安装视觉摄像头；步骤三、沿船体外板拼接焊缝的两侧设置链路，爬壁机器人两侧的链轮与链路啮合连接；步骤四、将视觉摄像头连接至智能控制系统，步骤五、爬壁机器人爬升的同时，喷砂枪在一定的角度范围往复摆动，对拼接缝喷砂除锈。本发明专利技术采用视觉反馈的方式替代了传统的高空作业车配合调控工艺参数、修正机器人运动路径，大大降低了劳动成本，提高了效率，操作的安全性和方便性，可达性，以及工艺参数和运动路径远程精确调控的方便新和精确性。

【技术实现步骤摘要】
一种船体外板大拼接缝的自动除锈方法
本专利技术属于船舶涂装制造
，具体涉及一种船体外板大拼接缝的自动除锈方法。
技术介绍
船体分段的涂装工作可以在车间进行，但是船体分段拼焊后由于体积庞大只能在船坞现场进行涂装，在涂装前需要对大量的拼焊焊缝进行表面处理，一是除锈，二是使表面达到一定的粗糙度。现在通常是采用人工喷砂的方式进行表面清洁处理，但是船体分段总装的焊缝很长，喷砂工作量大，效率较低，人工劳动强度大，工作条件恶劣，其粉尘和噪音对人的健康影响极大。另外人工打磨后的粉尘没有进行回收处理，直接落入船坞排入大海后对环境也会造成严重的污染。这与当前的绿色造船，环保造船的理念严重不符。与此同时，随着经济的发展，中国的人口红利逐渐减少，劳动力成本上升，熟练工稀缺。在这样的背景下，提出采用自动化除锈代替人工喷砂除锈，倡导科技造船，是非常具有现实意义的。不但可以逐步减少对人的依赖，提高造船效率和质量，也减少了对人体和环境的污染。经过对现有技术的分析和检索，专利号为CN201610532170.3的中国专利技术专利公开了一种用于船体外板的表面除锈系统，该专利技术专利采用喷砂的方式进行除锈，但该系统仅仅适用于对单一焊缝的形状进行喷砂除锈，普适性差。另外，当前爬壁机器人在对船体外板大拼接缝在进行高空除锈作业时，操作人员通常必须乘坐高空作业车，跟随爬壁机器人运动，通过肉眼观察除锈效果以及当前机器人的运动路径是否偏离焊缝位置，以便及时调控除锈工艺参数和修正爬壁机器人的运动路径。而高空作业车配合爬壁机器人除锈作业通常需要2-3人配合，一方面显著增加了劳动成本，降低了劳动效率，存在一定的安全隐患。此外，还存在乘坐高空作业车无法近距离观察；高空作业车很难达到30m的作业高度；在船体外部底部，船头和船尾等非结构化的复杂空间曲面工况下，高空作业车也不可达等问题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种船体外板大拼接缝的自动除锈方法，本专利技术能够根据船体外板大拼接焊缝的宽度、位置、锈蚀程度、焊缝数量的多少灵活选择喷砂枪运动模式，解决了原有喷砂枪扫描宽度不能调整的弊端，既提高了除锈效果又提高了除锈效率。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种船体外板大拼接缝的自动除锈方法，包括以下步骤：步骤一、测量待喷砂拼接焊缝的形状、长度及宽度；步骤二、安装爬壁机器人与喷砂枪，喷砂枪安装于旋转盘的边缘，旋转盘的中部与爬壁机器人轴连接，旋转盘由旋转电机驱动，旋转电机的安装于爬壁机器人上，在爬壁机器人上安装视觉摄像头；步骤三、沿船体外板拼接焊缝的两侧设置链路，爬壁机器人两侧的链轮与链路啮合连接，爬壁机器人由驱动电机驱动，喷砂枪的喷头朝向焊缝；步骤四、将旋转电机、驱动电机、视觉摄像头连接至智能控制系统，智能控制系统用于控制旋转电机的旋转角度、驱动电机的移动速度及前视觉摄像头、后视觉摄像头的图像监控；步骤五、驱动电机带动爬壁机器人爬升的同时，旋转电机带动旋转盘进一步带动喷砂枪在一定的角度范围往复摆动，对拼接缝喷砂除锈。作为优选的技术方案，所述喷砂枪设置为1把，喷砂枪的运动模式为循环圆周运动、前进方向上侧或下侧的往复摆动、前进方向左侧或右侧的往复摆动。作为优选的技术方案，所述步骤二中，喷砂枪设置为2把，对称安装于所述旋转盘上，喷砂枪的运动模式为双枪循环圆周运动，前进方向上下两侧的往复摆动、前进方向左右两侧的往复摆动、前进方向左上右下侧的往复摆动、前进方向左下右上侧的往复摆动。作为优选的技术方案，所述步骤二中，喷砂枪的喷头与旋转盘中心之间的距离为100-150mm。作为优选的技术方案，所述步骤三中，将喷砂枪的进砂管接头连接砂料输送系统。作为优选的技术方案，所述步骤三中，喷砂枪的喷砂直径为30-80mm。作为优选的技术方案，所述步骤五中，喷砂枪的转动角度为0-180度。作为优选的技术方案，所述喷砂枪的旋转中心线与拼接缝之间的夹角为0-90度。作为优选的技术方案，所述步骤二中，视觉摄像头设置为2个，对称设置于爬壁机器人的上端与下端。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术根据船体外板的大拼接缝的宽度、位置、锈蚀程度、焊缝数量选择喷砂枪的运动模式，解决了原有喷砂枪扫描宽度不能调整的弊端，既提高除锈效果又提高了除锈效率。(2)本专利技术上端的视觉摄像头反馈当前大拼接缝的锈污情况，通过下端的摄像头反馈当前的除锈效果，作业人员无须高空作业跟随爬壁机器人运动，在地面即可远程精确修正除锈工艺参数，对当前的除锈效果和质量进行精确调控。(3)本专利技术根据磨料的粒度粗细、船体外板的材质、船体外板的厚度灵活选择单枪模式或者双枪模式，保证了系统对不同喷砂需求的适应性。(4)本专利技术采用视觉摄像头对除锈路径实时监测，极大地方便了作业人员对作业路径及时修正或者根据焊缝是否结束及时调整运动方向，可以在线或者离线对焊缝的不同位置的除锈效果进行评估和质量追溯。(5)本专利技术采用视觉反馈的方式替代了传统的高空作业车配合调控工艺参数、修正机器人运动路径，大大降低了劳动成本，提高了效率，操作的安全性和方便性，可达性，以及工艺参数和运动路径远程精确调控的方便新和精确性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的爬壁机器人与喷砂枪的安装结构示意图。图2为本专利技术实施例1双喷砂除锈枪的喷砂模式示意图。图3为本专利技术实施例2双喷砂除锈枪的喷砂模式示意图。图4为本专利技术实施例3双喷砂除锈枪的喷砂模式示意图。图5为本专利技术实施例4单喷砂除锈枪的喷砂模式示意图。图6为本专利技术实施例5单喷砂除锈枪的喷砂模式示意图。图7为本专利技术实施例6单喷砂除锈枪的喷砂模式示意图。其中，附图标记具体说明如下：爬壁机器人1、旋转盘2、喷砂枪3、拼接缝4、链轮5、视觉摄像头6、旋转中心7。具体实施方式在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。如图1所示，本专利技术提供用于船体外板大拼接缝自动除锈用的装置，包括爬壁机器人1、旋转盘2及喷砂枪3，旋转盘2的中部与爬壁机器人1轴连接，旋转盘2由选装电机驱动，旋转电机的固定端安装于爬壁机器人1上，爬壁机器人1的上端及下端均安装有视觉摄像头6，喷砂枪3根据实际使用需要设置一个或者两个，喷砂枪3用于向拼本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船体外板大拼接缝的自动除锈方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一、测量待喷砂拼接焊缝的形状、长度及宽度；/n步骤二、安装爬壁机器人与喷砂枪，喷砂枪安装于旋转盘的边缘，旋转盘的中部与爬壁机器人轴连接，旋转盘由旋转电机驱动，旋转电机的安装于爬壁机器人上，在爬壁机器人上安装视觉摄像头；/n步骤三、沿船体外板拼接焊缝的两侧设置链路，爬壁机器人两侧的链轮与链路啮合连接，爬壁机器人由驱动电机驱动，喷砂枪的喷头朝向焊缝；/n步骤四、将旋转电机、驱动电机、视觉摄像头连接至智能控制系统，智能控制系统用于控制旋转电机的旋转角度、驱动电机的移动速度及前视觉摄像头、后视觉摄像头的图像监控；/n步骤五、驱动电机带动爬壁机器人爬升的同时，旋转电机带动旋转盘进一步带动喷砂枪在一定的角度范围往复摆动，对拼接缝喷砂除锈。/n

【技术特征摘要】
1.一种船体外板大拼接缝的自动除锈方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、测量待喷砂拼接焊缝的形状、长度及宽度；
步骤二、安装爬壁机器人与喷砂枪，喷砂枪安装于旋转盘的边缘，旋转盘的中部与爬壁机器人轴连接，旋转盘由旋转电机驱动，旋转电机的安装于爬壁机器人上，在爬壁机器人上安装视觉摄像头；
步骤三、沿船体外板拼接焊缝的两侧设置链路，爬壁机器人两侧的链轮与链路啮合连接，爬壁机器人由驱动电机驱动，喷砂枪的喷头朝向焊缝；
步骤四、将旋转电机、驱动电机、视觉摄像头连接至智能控制系统，智能控制系统用于控制旋转电机的旋转角度、驱动电机的移动速度及前视觉摄像头、后视觉摄像头的图像监控；
步骤五、驱动电机带动爬壁机器人爬升的同时，旋转电机带动旋转盘进一步带动喷砂枪在一定的角度范围往复摆动，对拼接缝喷砂除锈。


2.如权利要求1所述的一种船体外板大拼接缝的自动除锈方法，其特征在于，所述喷砂枪设置为1把，喷砂枪的运动模式为循环圆周运动、前进方向上侧或下侧的往复摆动、前进方向左侧或右侧的往复摆动。


3.如权利要求1所述的一种船体外板大拼接缝的自动除锈方法，其特征在于，所述步骤二中，喷砂枪设置为2把，对称安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜乐，张轲，薛士枚，隋毅，徐正一，陈易新，
申请(专利权)人：上海江南长兴造船有限责任公司，上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31