一种焊缝余高自动铣削装置、路径生成方法及使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种焊缝余高自动铣削装置、路径生成方法及使用方法，包括机器人，所述机器人的腕部连接有铣削路径拾取模块和铣削模块，所述的铣削路径拾取模块包括示教顶针和多个位移传感器，每个位移传感器均设有滑动测杆，所述滑动测杆的端部均设有滚轮。本发明专利技术以焊缝两侧附近的母材表面为参考生成焊缝余高自动铣削路径来实现对焊缝余高的自动铣削，使焊缝处加工后的表面和焊缝附近的母材表面保持一致，在不误伤母材的情况下达到精确去除焊缝余高的目的，尤其适合焊接变形较大，接头有错边或焊缝两边母材变形不一致等苛刻情况下焊缝余高的精确高效去除。焊缝余高的精确高效去除。焊缝余高的精确高效去除。

【技术实现步骤摘要】
一种焊缝余高自动铣削装置、路径生成方法及使用方法


[0001]本专利技术涉及一种自动铣削装置、路径生成方法及使用方法，尤其涉及一种焊缝余高自动铣削装置、路径生成方法及使用方法。

技术介绍

[0002]焊后去除焊缝余高，不仅使焊缝外观与母材保持一致，并且消除了焊接接头产生局部应力的根源，同时也避免了焊缝余高中可能存在的焊接缺陷导致焊接接头过早失效的问题。因此，很多焊接结构焊后需要去除焊缝余高，目前多采用手工打磨的方法去除焊缝余高，手工打磨效率低，特别是对于高硬度的材料，打磨效率更低，同时打磨工人劳动强度大、打磨过程产生的大量粉尘和高分贝噪声严重危害着工人健康。近年来发展了焊缝余高自动化打磨技术及设备，大大改善了打磨工作环境。但自动化打磨也是采用磨削加工去除焊缝余高，避免不了打磨过程产生的大量粉尘和高分贝噪声，并且铝合金、钛合金等活性高的金属不宜采用磨削方法去除余高。采用加工效率很高的铣削加工方法去除焊缝余高，则不会产生粉尘，声音也非常小，同时适合各种金属的加工，但目前焊缝余高去除的主流方法仍然是磨削加工方法，一个重要的原因在于焊缝常常是不一致的，并且不一致的程度大，铣削加工去除金属的速度快且焊缝不一致对铣削力没有明显影响，造成焊缝余高铣削过程难以通过力传感器准确快速传感，导致铣削加工焊缝余高时容易造成对母材的误伤。造成焊缝不一致的原因主要有焊前的装配误差、焊接变形、焊接工艺参数波动等。装配错边导致焊缝两边母材高度不一致或拘束、材质等不同导致焊缝两边母材焊接变形不一致的严苛条件下，通过铣削加工自动去除焊缝余高变得更加困难，即使采用先进的激光传感器也难以避免严苛条件下铣削加工对母材的误伤。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：本专利技术目的是提供一种焊缝余高自动铣削装置、路径生成方法及使用方法，把自动铣削方法高质量的应用到焊缝余高去除加工中，既大大提高焊缝余高的加工效率，又完全避免对被加工工件的误伤。
[0004]技术方案：本专利技术包括机器人，所述机器人的腕部连接有铣削路径拾取模块和铣削模块，所述的铣削路径拾取模块包括示教顶针和多个位移传感器，每个位移传感器均设有滑动测杆，所述滑动测杆的端部均设有滚轮。
[0005]所述的铣削路径拾取模块包括两个位移传感器，两个位移传感器分别对应的第一滑动测杆和第二滑动测杆初始伸出部分的轴线中点的连线中点为机器人第一工具中心，所述示教顶针的针尖与机器人第一工具中心对应。
[0006]所述的位移传感器与铣削路径拾取模块控制器连接，铣削路径拾取模块控制器与机器人控制器通讯。
[0007]所述的滑动测杆初始伸出部分的长度均相同。
[0008]所述的铣削模块包括周铣刀，所述周铣刀轴线的中点为机器人第二工具中心。
[0009]所述的机器人、铣削路径拾取模块和铣削模块均与机器人控制器连接。
[0010]一种焊缝余高自动铣削路径生成方法，包含以下步骤：
[0011]第一步、示教，具体包括：
[0012]1)示教前，在标准工件上划线作为示教路线，示教路线对应拟铣削焊缝中心线的位置；
[0013]2)示教过程中，示教顶针针尖沿着示教路线进行示教，第一滑动测杆和第二滑动测杆对称分置在示教路线的两侧，第一滑动测杆和第二滑动测杆端部的滚轮与标准工件表面保持滚动连接；
[0014]3)示教后，得到机器人示教轨迹，第一位移传感器在每个示教点采集的位移大小为TFD[i](i＝1，2，3，
…
，n)，第二位移传感器在每个示教点采集的位移大小为TSD[i](i＝1，2，3，
…
，n)；
[0015]第二步、生成焊缝余高自动铣削路径，第一滑动测杆和第二滑动测杆对称分置在被加工工件上的拟铣削焊缝的两侧，第一滑动测杆和第二滑动测杆端部的滚轮与被加工工件表面保持滚动连接，以拟铣削焊缝两端之间的任意位置作为起点，铣削路径拾取模块随机器人第一工具中心按机器人示教轨迹向拟铣削焊缝的一个方向运动，达到尽头后，铣削路径拾取模块回到起点，再随机器人第一工具中心按机器人示教轨迹向拟铣削焊缝的另一个方向运动，到达尽头后停止，机器人第一工具中心每达到一个示教点时，第一位移传感器和第二位移传感器均采集位移数据，第一位移传感器采集的位移大小为AFD[i](i＝1，2，3，
…
，n)，第二位移传感器采集的位移大小为ASD[i](i＝1，2，3，
…
，n),令D[i]＝Max(AFD[i]‑
TFD[i],ASD[i]‑
TSD[i])(i＝1，2，3，
…
，n)，设周铣刀的半径为R，用D[i]和R修正机器人示教轨迹，即可生成焊缝余高自动铣削路径。
[0016]所述的拟铣削焊缝在铣削前均生成焊缝余高自动铣削路径。
[0017]所述的第一滑动测杆及第二滑动测杆与被加工工件表面的滚动连接点距离拟铣削焊缝的对应边缘1mm
‑
20mm。
[0018]一种焊缝余高自动铣削装置的使用方法，包括以下步骤：
[0019](1)在铣削路径拾取模块上安装示教顶针；
[0020](2)定位夹紧标准工件；
[0021](3)示教
[0022](4)卸下示教顶针和标准工件；
[0023](5)定位夹紧被加工工件；
[0024](6)生成焊缝余高自动铣削路径；
[0025](7)按焊缝余高自动铣削路径对焊缝进行铣削；
[0026](8)卸下被加工工件，重复步骤(5)～(7)，自动铣削下一个被加工工件的焊缝余高。
[0027]有益效果：本专利技术具有以下优点：
[0028](1)本专利技术采用接触式位移传感器实现传感，传感精度高、生成焊缝余高铣削路径的算法简单，并且成本低。
[0029](2)本专利技术没有通过直接检测焊缝余高形状或尺寸来实现自动铣削，而是以焊缝两侧附近的母材表面为参考生成自动铣削路径来实现自动铣削，在不误伤母材的情况下达
到精确去除焊缝余高的目的，尤其适合焊接变形较大，接头有错边或焊缝两边母材变形不一致等苛刻情况下焊缝余高的精确去除；
[0030](3)本专利技术由于解决了焊缝余高铣削加工时容易造成母材误伤的难题，使自动铣削方法得以高质量应用于焊缝余高去除加工中，效率相对自动磨削方法大幅提高，并且适应各种金属焊缝余高去除加工，同时不会产生粉尘，噪音也非常小。
附图说明
[0031]图1是本专利技术自动铣削装置的结构示意图；
[0032]图2为本专利技术铣削路径拾取模块结构示意图；
[0033]图3为本专利技术采用铣削路径拾取模块对机器人进行示教的示意图；
[0034]图4为本专利技术采用铣削路径拾取模块生成焊缝余高自动铣削路径的示意图；
[0035]图5为本专利技术采用铣削模块对拟铣削焊缝进行铣削的示意图；
[0036]图6为本专利技术拟铣削焊缝的截面图。
具体实施方式
[0037]下面结合附图对本专利技术作进一步说明。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种焊缝余高自动铣削装置，其特征在于，包括机器人(1)，所述机器人(1)的腕部连接有铣削路径拾取模块(3)和铣削模块(4)，所述的铣削路径拾取模块(3)包括示教顶针(9)和多个位移传感器，每个位移传感器均设有滑动测杆，所述滑动测杆的端部均设有滚轮(17)。2.根据权利要求1所述的一种焊缝余高自动铣削装置，其特征在于，所述的铣削路径拾取模块(3)包括两个位移传感器，两个位移传感器分别对应的第一滑动测杆(10)和第二滑动测杆(11)初始伸出部分的轴线中点的连线中点为机器人第一工具中心(16)，所述示教顶针(9)的针尖与机器人第一工具中心(16)对应。3.根据权利要求1或2所述的一种焊缝余高自动铣削装置，其特征在于，所述的位移传感器与铣削路径拾取模块控制器(8)连接，铣削路径拾取模块控制器(8)与机器人控制器(2)通讯。4.根据权利要求1所述的一种焊缝余高自动铣削装置，其特征在于，所述的滑动测杆初始伸出部分的长度均相同。5.根据权利要求1所述的一种焊缝余高自动铣削装置，其特征在于，所述的铣削模块(4)包括周铣刀，所述周铣刀轴线的中点为机器人第二工具中心(20)。6.根据权利要求1所述的一种焊缝余高自动铣削装置，其特征在于，所述的机器人(1)、铣削路径拾取模块(3)和铣削模块(4)均与机器人控制器(2)连接。7.一种焊缝余高自动铣削路径生成方法，其特征在于，包含以下步骤：第一步、示教，具体包括：1)示教前，在标准工件上划线作为示教路线，示教路线对应拟铣削焊缝中心线的位置；2)示教过程中，示教顶针针尖沿着示教路线进行示教，第一滑动测杆和第二滑动测杆对称分置在示教路线的两侧，第一滑动测杆和第二滑动测杆端部的滚轮与标准工件表面保持滚动连接；3)示教后，得到机器人示教轨迹，第一位移传感器在每个示教点采集的位移大小为TFD[i](i＝1，2，3，
…
，n)，第二位移传感器在每个示教点采集的位移大小为TSD[i](i＝1，2，3，
…<...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宗辉，李晓泉，王章忠，成家林，初雅杰，张旭，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：