CN110666769A - 一种自动化表面处理*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动化表面处理***，包括自动导引运输装置和设置在所述自动导引运输装置上的机器人装置；所述自动导引运输装置包括：车体、电源部件、第一控制部件、升降平台、第一激光扫描部件、轮部件、顶伸部件；所述机器人装置设置在所述自动导引运输装置的所述升降平台上，所述机器人装置包括：第二控制部件、作业终端和第二激光扫描部件。其优点在于，利用自动导引运输装置承载机器人装置，实现大范围自动化运动，无须安装固定平台或轨道；通过激光定位，实现精确定位，大幅度降低移动时间；机器人装置安装在自动导引运输装置的升降平台上，使得机器人装置在固定位置能够进行大范围自动化处理，进一步提高工作效率。

Description

一种自动化表面处理***

技术领域

本发明涉及工业自动化技术领域，尤其涉及一种自动化表面处理***。

背景技术

对一些器械或装置的表面进行自动化处理时，通常是将器械或装置固定于一特定位置，在该特定位置的四周设置有若干轨道，轨道上安装有进行表面处理的机器人。这种机器人沿着轨道进行移动，并固定于某一位置进行表面处理。

然而，这种自动化表面处理方法存在一些缺陷，机器人仅能沿着轨道移动，路径范围有限，导致机器人的工作范围有限；需要在进行表面处理的场地安装相应的固定装置和轨道，增加成本，延长工作时间，降低工作效率；无法适用于不能安装轨道的工作环境，适用场景受限。

在对一些大型设备制造过程中，由于无法安装轨道，导致需要利用人工导引机器人进行表面处理。在这种情况下，首先将机器人固定安装于一工程车辆上，操作人员驾驶工程车辆将机器人运输至操作地点，然后机器人进行表面处理。但是，这种方法耗时耗力，导航精确度低，无法精准地将工程车辆停在对应位置，工作效率低。

因此，亟需一种能够进行自导航并进行自动处理的表面处理***，适用于多种工作环境，提高工作效率。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种自动化表面处理***。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种自动化表面处理***，包括自动导引运输装置和设置在所述自动导引运输装置上的机器人装置；

所述自动导引运输装置包括：

车体；

电源部件，所述电源部件设置在所述车体；

第一控制部件，所述第一控制部件设置在所述车体，所述第一控制部件与所述电源部件连接；

升降平台，所述升降平台设置在所述车体的上部，所述升降平台与所述第一控制部件连接；

第一激光扫描部件，所述第一激光扫描部件设置在所述升降平台，所述第一激光扫描部件与所述第一控制部件连接；

轮部件，所述轮部件设置在所述车体的下部，所述轮部件与所述第一控制部件连接；

顶伸部件，所述顶伸部件设置在所述车体的两侧部，所述顶伸部件与所述第一控制部件连接；

所述机器人装置设置在所述自动导引运输装置的所述升降平台上，所述机器人装置包括：

第二控制部件，所述第二控制部件设置在所述机器人装置，所述第二控制部件分别与所述电源部件和所述第一控制部件连接；

作业终端，所述作业终端设置在所述机器人装置的前部，所述作业终端与所述第二控制部件连接；

第二激光扫描部件，所述第二激光扫描部件设置在所述作业终端，所述第二激光扫描部件与所述第二控制部件连接。

优选地，所述自动导引运输装置还包括：

逆变部件，所述逆变部件设置在所述车体，所述逆变部件与所述电源部件和所述第一控制部件连接。

优选地，所述机器人装置至少为五轴机器人。

优选地，所述自动导引运输装置还包括：

液压驱动部件，所述液压驱动部件设置在所述车体，所述液压驱动部件分别与所述第一控制部件、所述升降平台和所述顶伸部件连接。

优选地，所述作业终端可拆卸地设置在所述机器人装置的前部。

优选地，所述轮部件至少设置在所述车体的四角，至少两个所述轮部件为驱动兼转向轮。

优选地，所述升降平台为多级升降平台。

优选地，所述自动导引运输装置还包括：

激光发射部件，所述激光发射部件安装于特定环境中，用于通过发射激光信号到所述第一激光扫描部件进行扫描定位，检测从所述第一激光扫描部件反射的所述激光信号；

第一通信单元，所述第一通信单元安装于所述激光发射部件；

第二通信单元，所述第二通信单元安装于所述车体上，所述第二通信单元与所述第一通信单元进行通信连接。

优选地，所述激光发射部件包括：

远程控制器，所述远程控制器与所述激光发射部件进行通信连接；

所述第一通信单元安装于所述远程控制器。

优选地，所述自动导引运输装置还包括：

若干安全扫描部件，若干安全扫描部件设置在所述车体的前部和/或后部和/或左部和/或右部。

本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

本发明的一种自动化表面处理***，利用自动导引运输装置承载机器人装置，实现大范围自动化运动，无须安装固定平台或轨道，大幅度降低成本；通过激光定位，实现精确定位，大幅度降低移动时间，提高工作效率；机器人装置安装在自动导引运输装置的升降平台上，使得机器人装置在固定位置能够进行大范围自动化处理，进一步提高工作效率。

附图说明

图1是本发明的一个示意性实施例的示意图。

图2是本发明的一个具体实施例的自动导引运输装置的示意图。

图3是本发明的一个具体实施例的自动导引运输装置的电路连接框图。

图4是本发明的一个具体实施例的机器人装置的电路连接框图。

图5是本发明的一个具体实施例的自动导引运输装置处于固定状态的示意图。

图6是本发明的另一个具体实施例的自动导引运输装置的示意图。

图7是本发明的另一个具体实施例的自动导引运输装置的通信连接框图。

其中的附图标记为：自动导引运输装置1、机器人装置2、车体101、电源部件102、第一控制部件103、升降平台104、第一激光扫描部件105、轮部件106、顶伸部件107、逆变部件108、液压驱动部件109、激光发射部件110、第一通信单元111、第二通信单元112、远程控制器113、安全扫描部件114、第二控制部件201、作业终端202。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

实施例1

本发明的一个示意性实施例，如图1所示，一种自动化表面处理***，包括自动导引运输装置1和设置在自动导引运输装置1上的机器人装置2，其中自动导引运输装置1为装备有电磁或光学设备的自动导引装置，机器人装置2为工业机器人。

一种具体的实施方式，如图2～3所示，自动导引运输装置1包括车体101、电源部件102、第一控制部件103、升降平台104、第一激光扫描部件105、轮部件106、顶伸部件107、逆变部件108、液压驱动部件109和若干安全扫描部件114。

车体101可以是一框架结构，其具有一定的强度且重量较低。

电源部件102设置在车体101的内部，电源部件101与车体101可以是固定连接，也可以是可拆卸连接。

当电源部件102与车体101为固定连接时，电源部件为可充电电源，如锂电池、镍氢电池等。

当电源部件102与车体101为可拆卸连接时，电源部件可以是可充电电源，也可以是不可充电电源(即一次性电源)。

第一控制部件103设置在车体101的内部，第一控制部件103与电源部件102耦接，电源部件102向第一控制部件103提供电能，第一控制部件103控制车体101的行驶单元和动力输出单元。

具体地，第一控制部件103为控制箱。

逆变部件108设置在车体101的内部，逆变部件108分别与电源部件102和第一控制部件103耦接，用于将电源部件102输出的直流电转变为交流电。

升降平台104设置在车体101的上部，并靠近后侧，升降平台104与车体101是固定连接或可拆卸连接，其中，固定连接包括但不限于焊接连接，可拆卸连接包括但不限于螺栓连接。

其中，通过可拆卸连接，可以根据现场工作情况，对升降平台104进行更换，满足多种使用需求。

在本发明中，升降平台104具有足够的强度，能够承载不同重量的机器人装置2。

第一激光扫描部件105设置在车体101的前部或上部(图中未示出)，第一激光扫描部件105与第一控制部件103耦接，用于向外发射激光以及接收返回的激光。

行驶单元包括多个轮部件106，轮部件106至少设置在车体101的四周，第一控制部件103驱动多个轮部件106以使自动导引运输装置1行进和转向。

进一步地，至少位于对角的轮部件106为驱动兼转向轮。

进一步地，轮部件106至少为4个。

顶伸部件107对称地设置在车体101的两侧，其能够进行高度方向的伸缩，用于将车体101升起，使多个轮部件106离开地面，进而使车体101无法进行移动。

进一步地，顶伸部件107对称地设置在车体101的左右两侧的前侧和后侧，用于提高整体车体101的稳定性。

动力输出单元包括液压驱动部件109，液压驱动部件109设置在车体101的内部(图中未示出)，液压驱动部件109与第一控制部件103耦接，第一控制部件103控制液压驱动部件109的动作。液压驱动部件109分别与升降平台104和顶伸部件107连接，分别控制升降平台104的升降以及顶伸部件107的升降。

若干安全扫描部件114至少设置在车体101的前部、后部、左部和右部中的任意一个位置，若干安全扫描部件114形成安全防护***。

进一步地，安全扫描部件114为图像获取装置，如摄像头。

在一种具体的实施方式中，安全扫描部件114设置在车体101的前部、后部、左部和右部。

进一步地，设置在车体101的左部和右部的安全扫描部件114位于顶伸部件107的侧部。

进一步地，设置在车体101的左部和右部的安全扫描部件114的扫描方向与重力线方向之间具有夹角，用于扫描设置在车体101的前部和后部的安全扫描部件114的扫描盲区。

如图4所示，机器人装置2包括第二控制部件201、作业终端202和第二激光扫描部件203，机器人装置2可拆卸地安装在自动导引运输装置1的升降平台104的上部，第二控制部件201分别与电源部件102和第一控制部件103通过线缆连接，电源部件102向机器人装置2供电，第一控制部件103与第二控制部件201进行通信，控制机器人装置2的动作，作业终端202可拆卸地安装在机器人装置2的前部，第二激光扫描部件203设置在作业终端202(图中未示出)，第二激光扫描部件203与第二控制部件201耦接。

进一步地，机器人装置2至少为五轴机器人。

进一步地，作业终端202为打磨终端。

一种具体的实施方式如下：将机器人装置2安装在自动导引运输装置1上，通过第一激光扫描部件105不断进行激光的发射和接收，向第一控制部件103传输周围环境信息，第一控制部件103驱动轮部件106使自动导引运输装置1向目的地方向移动，当达到目的地后，第一控制部件103控制液压驱动部件109，液压驱动部件109驱动顶伸部件107，顶伸部件107的底部支撑地面，多个轮部件106离开地面，使自动导引运输装置1保持稳定；液压驱动部件109驱动升降平台104，使其抬升至工作高度，其工作状态如图5所示；然后第二控制部件201控制机器人装置2进行动作，使其前端对准器械的工作表面，作业终端203对工作表面进行处理；第二激光扫描部件203不断扫描工作表面的情况，待处理完成后，作业终端203停止工作，第二控制部件201控制机器人装置2动作，使其复位；然后液压驱动部件109驱动升降平台104，使其回收；液压驱动部件109驱动顶伸部件107，使其离开地面；然后第一控制部件103驱动多个轮部件106使自动导引运输装置1移动；然后重复上述操作，直至所有表面处理完成。

本发明的优点在于，利用自动导引运输装置承载机器人装置，实现大范围自动化运动，无须安装固定平台或轨道，大幅度降低成本；通过激光定位，实现精确定位，大幅度降低移动时间，提高工作效率；机器人装置安装在自动导引运输装置的升降平台上，使得机器人装置在固定位置能够进行大范围自动化处理，进一步提高工作效率。

实施例2

本实施例为本发明的自动导引运输装置1的一种具体实施方式。

在实施例1的具体实施方式的基础上，为了进一步提高自动导引运输装置1的定位精度，自动导引运输装置1还包括激光发射部件110、第一通信单元111和第二通信单元112。

激光发射部件110安装在特定环境中。具体地，激光发射部件110安装在工作环境的顶部，其用于向第一激光扫描部件105发射激光信号，并接收第一激光扫描部件105反射的激光信号，从而实现自动导引运输装置1的精确定位。

第一通信单元111安装于激光发射部件110，第二通信单元112安装于车体101，第一通信单元111和第二通信单元112进行通信连接。

进一步地，激光发射部件110还包括远程控制器113，远程控制器113设置在特定环境中，其可以靠近激光发射部件110设置，也可以远离激光发射部件110设置，其用于对激光发射部件110接收的第一激光扫描部件105返回的激光信号进行处理，得到处理数据。

进一步地，远程控制器113为计算处理设备，如计算机、平板电脑、手机等设备。

进一步地，第一通信单元111安装在远程控制器113内，用于将处理数据传输至第二通信单元112。

进一步地，第一通信单元111为无线通信单元，如蓝牙模块、WiFi模块或射频模块等。

第二通信单元112接收到第一通信单元111传输的处理数据后，将其传输至安装在车体101的第一控制部件103，第一控制部件103根据该处理数据控制车体101进行移动。

进一步地，第二通信单元112为无线通信单元，如蓝牙模块、WiFi模块或射频模块等。

进一步地，第一通信单元111和第二通信单元112均安装在各自设备或仪器或部件的内部。

在本实施例中，自动导引运输装置1的定位方法如下：

1、将激光发射部件110固定于特定环境的上方，其高度低于10m；

2、将第一激光扫描部件105安装于车体101，使其与激光发射部件110之间无阻碍，并保证在特定环境内，车体101移动时，激光发射部件110均可以将第一激光扫描部件105纳入视野范围内；

3、安装远程控制器113，并测试第一通信单元111和第二通信单元112之间的通信状态；

4、在需要精确定位的情况下，车体101的第一控制部件103发射信号，启动激光发射部件110；

5、激光发射部件110启动后，向外发射激光信号，对特定环境进行扫描，并获取第一激光扫描部件105返回的激光信号，获得第一激光扫描部件105的实时位置；远程控制器113对返回的激光信号进行处理，获得实时位置与目标位置之间的偏差信息，得到处理数据，并将处理数据通过第一通信单元111传输至第二通信单元112；

6、车体101的第一控制部件103接收到处理数据后，其内部的自动导航单元控制车体101向目标位置进行移动；待到达位置后，再次启动激光发射部件110，重复上述步骤5；

7、当激光发射部件110测量得到的车体101的实时位置与目标位置的偏差小于±1mm后，停止测距，远程控制器113将处理数据通过第一通信单元111传输至第二通信单元112；

8、关闭激光发射部件110，当车体101需要精确定位时，重复上述步骤4～7。

本实施例的优点在于，通过第一激光扫描部件和激光发射部件进行定位，使自动导引运输装置的定位精度达到±1mm，优于传统的自助导航的定位精度；该定位导航***能够辅助传统的自助导航，在保证一般定位精度的情况下，确保特殊要求的定位精度。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自动化表面处理***，其特征在于，包括自动导引运输装置和设置在所述自动导引运输装置上的机器人装置；

所述自动导引运输装置包括：

车体；

电源部件，所述电源部件设置在所述车体；

第一控制部件，所述第一控制部件设置在所述车体，所述第一控制部件与所述电源部件连接；

升降平台，所述升降平台设置在所述车体的上部，所述升降平台与所述第一控制部件连接；

第一激光扫描部件，所述第一激光扫描部件设置在所述升降平台，所述第一激光扫描部件与所述第一控制部件连接；

轮部件，所述轮部件设置在所述车体的下部，所述轮部件与所述第一控制部件连接；

顶伸部件，所述顶伸部件设置在所述车体的两侧部，所述顶伸部件与所述第一控制部件连接；

所述机器人装置设置在所述自动导引运输装置的所述升降平台上，所述机器人装置包括：

第二控制部件，所述第二控制部件设置在所述机器人装置，所述第二控制部件分别与所述电源部件和所述第一控制部件连接；

作业终端，所述作业终端设置在所述机器人装置的前部，所述作业终端与所述第二控制部件连接；

第二激光扫描部件，所述第二激光扫描部件设置在所述作业终端，所述第二激光扫描部件与所述第二控制部件连接。

2.根据权利要求1所述的自动化表面处理***，其特征在于，所述自动导引运输装置还包括：

逆变部件，所述逆变部件设置在所述车体，所述逆变部件与所述电源部件和所述第一控制部件连接。

3.根据权利要求1所述的自动化表面处理***，其特征在于，所述机器人装置至少为五轴机器人。

4.根据权利要求1所述的自动化表面处理***，其特征在于，所述自动导引运输装置还包括：

液压驱动部件，所述液压驱动部件设置在所述车体，所述液压驱动部件分别与所述第一控制部件、所述升降平台和所述顶伸部件连接。

5.根据权利要求1所述的自动化表面处理***，其特征在于，所述作业终端可拆卸地设置在所述机器人装置的前部。

6.根据权利要求1所述的自动化表面处理***，其特征在于，所述轮部件至少设置在所述车体的四角，至少两个所述轮部件为驱动兼转向轮。

7.根据权利要求1所述的自动化表面处理***，其特征在于，所述升降平台为多级升降平台。

8.根据权利要求1所述的自动化表面处理***，其特征在于，所述自动导引运输装置还包括：

激光发射部件，所述激光发射部件安装于特定环境中，用于通过发射激光信号到所述第一激光扫描部件进行扫描定位，检测从所述第一激光扫描部件反射的所述激光信号；

第一通信单元，所述第一通信单元安装于所述激光发射部件；

第二通信单元，所述第二通信单元安装于所述车体上，所述第二通信单元与所述第一通信单元进行通信连接。

9.根据权利要求8所述的自动化表面处理***，其特征在于，所述激光发射部件包括：

远程控制器，所述远程控制器与所述激光发射部件进行通信连接；

所述第一通信单元安装于所述远程控制器。

10.根据权利要求1所述的自动化表面处理***，其特征在于，所述自动导引运输装置还包括：

若干安全扫描部件，若干安全扫描部件设置在所述车体的前部和/或后部和/或左部和/或右部。

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