CN112872593A - 一种激光打磨***及其打磨方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光打磨***及其打磨方法,激光测距装置,测距信号线缆,控制***,运动信号线缆,机器人手臂,激光发生控制线缆,激光发生装置,激光传输线缆,激光打磨枪头,烟尘收集头,烟尘收集管路,烟尘收集装置,烟尘收集装置控制线缆,根据待打磨物件的材料特性和打磨要求,由激光发生装置设置激光打磨参数,根据待打磨物件确定打磨区域,由控制***设置打磨轨迹,机器人手臂沿打磨轨迹运动,激光发生装置控制激光打磨枪头发射激光束,在打磨点形成高能量光斑,实施打磨,烟尘收集头同步收集烟尘,送至烟尘收集装置。
Description
技术领域
本发明属于机械加工技术领域,具体涉及一种激光打磨技术。
背景技术
胶接、焊接等连接操作实施前,需要对零件打磨粗化。目前打磨粗化方式,主要为人工打磨和机器打磨,均属于接触式打磨。人工或机器采用持砂纸、砂盘等方式,通过与零件物理接触、磨削,进行打磨。大部分情况下,依赖人工打磨方式,打磨效率低、劳动强度大,打磨质量不便于控制,产品一致性较差,打磨粉尘和烟雾对操作人员的健康有一定的伤害。更重要的是,上述打磨方式对复杂零件、细小零件、精密零件,会造成损伤,无法实现内腔和沟槽类零件的打磨。
现有技术中,通过视频采集、在线规划打磨路线或离线编程方式确定打磨轨迹,最终通过砂带打磨,只适用于对平面简单无差别的零件表面进行打磨。采用激光扫描零件,将3D激光扫描图像与标准零件比对,识别缺陷,自动编程打磨轨迹,作为优化。但是,打磨仍采用打磨头,未实现无损打磨,也无法实现内腔和沟槽类零件的打磨。
因此,如何对复杂零件、细小零件、精密零件、内腔和沟槽类零件,实施精确、自动、无损打磨,成为本技术领域亟待解决的问题。
发明内容
本发明为了解决现有技术存在的问题,提出了一种激光打磨***及其打磨方法,为了实现上述目的,本发明采用了以下技术方案。
打磨***包括:
激光测距装置,测距信号线缆,控制***,运动信号线缆,机器人手臂,激光发生控制线缆,激光发生装置,激光传输线缆,激光打磨枪头,烟尘收集头,烟尘收集管路,烟尘收集装置,烟尘收集装置控制线缆。
激光测距装置和激光打磨枪头并列安装于机器人手臂,烟尘收集头安装于激光打磨枪头下方。
测距信号线缆、运动信号线缆、激光发生控制线缆、烟尘收集装置控制线缆的一端连接控制***,另一端分别连接激光测距装置、机器人手臂、激光发生装置、烟尘收集装置。
激光传输线缆的两端连接激光发生装置和激光打磨枪头,烟尘收集管路的两端连接烟尘收集头和烟尘收集装置。
打磨方法包括:
根据待打磨物件的材料特性和打磨要求,由激光发生装置设置激光打磨参数,包括激光扫描速度、激光焦距、振动频率、扫描次数。
根据待打磨物件确定打磨区域,由控制***设置打磨轨迹,机器人手臂沿打磨轨迹运动,激光发生装置控制激光打磨枪头发射激光束,在打磨点形成高能量光斑,实施打磨,烟尘收集头同步收集烟尘,送至烟尘收集装置。
激光测距装置实时测量激光打磨枪头和打磨点之间的距离,根据设置的激光焦距实时调整距离。
设置激光扫描速度2000~7000m/s、激光焦距15-20cm、振动频率100-250kHz、扫描次数1-5次,采用波长1000-2000nm的激光束。
本发明的有益效果:自动测量激光打磨枪头和待打磨零件表面之间的距离,实时调整激光打磨枪头同待打磨零件表面的距离,将高能量激光打到零件表面形成光斑,使零件表面瞬间粗化;无接触式打磨对零件无机械应力,可对复杂零件、细小零件、精密零件无损伤打磨,激光不受空间限制,可对内腔和细小沟槽类零件精确打磨;自动按设定的打磨轨迹打磨,减轻了劳动强度、减少打磨工作量、提供打磨质量一致性,提高打磨的精度和安全,避免烟尘对人体的影响,适合多品种小批量产品。
附图说明
图1是***结构图,图2是打磨流程图。
附图标记:1-激光测距装置,2-测距信号线缆,3-控制***,4-运动信号线缆,5-机器人手臂,6-激光发生控制线缆,7-激光发生装置,8-激光传输线缆,9-激光打磨枪头,10-烟尘收集头,11-烟尘收集管路,12-烟尘收集装置,13-烟尘收集装置控制线缆。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案做具体的说明。
***结构如图1所示:
激光测距装置1和激光打磨枪头9并列安装于机器人手臂5,烟尘收集头10安装于激光打磨枪头9下方。
测距信号线缆2、运动信号线缆4、激光发生控制线缆6、烟尘收集装置控制线缆13的一端连接控制***3,另一端分别连接激光测距装置1、机器人手臂5、激光发生装置7、烟尘收集装置12。
激光传输线缆8的两端连接激光发生装置7和激光打磨枪头9,烟尘收集管路11的两端连接烟尘收集头10和烟尘收集装置12。
打磨流程如图2所示:
激光发生装置7中根据待打磨零件材料特性和打磨要求设置激光打磨参数,设置参数为激光扫描速度为2000~7000m/s、激光焦距15-20cm、振动频率100-250kHz、扫描次数1-5次。
控制***3调用设定的打磨轨迹,控制机器人手臂5运动,激光测距装置1对激光打磨枪头9和待打磨零件表面的距离进行测量,将测量数据通过测距信号线缆2传输回控制***3。
控制***3按照设定的激光焦距参数驱动控制机器人手臂5移动,实时调整使激光打磨枪头9和待打磨零件表面的距离,使其符合打磨要求,并将数据实时通过测距信号线缆2传输回控制***3。
控制***3通过激光发生控制线缆6将启动激光打磨的信号传递给激光发生装置7,激光束通过激光传输线缆8传递给激光打磨枪头9,同时控制***3通过烟尘收集装置控制线缆13启动烟尘收集装置12。
激光打磨枪头9输出波长为1000-2000nm的激光束,在零件表面形成一个个细微高能量光斑,光斑瞬间使物体表面物质气化,实施打磨操作。
烟尘收集头10和激光打磨枪头9同步运动,将烟尘通过烟尘收集管路11传输到烟尘收集装置12。
打磨轨迹运行结束后,控制***3关闭机器人手臂5、激光发生装置7、烟尘收集装置12,其中烟尘收集装置12关闭时间延时1s-5s。
上述作为本发明的实施例,并不限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种激光打磨***,其特征在于,包括:激光发生装置、激光测距装置、激光打磨枪头、机器人手臂、激光发生控制线缆、测距信号线缆、运动信号线缆、激光传输线缆、控制***,激光测距装置和激光打磨枪头并列安装于机器人手臂,激光发生控制线缆、测距信号线缆、运动信号线缆的一端连接控制***,另一端分别连接激光发生装置、激光测距装置、机器人手臂,激光传输线缆的两端连接激光发生装置和激光打磨枪头。
2.根据权利要求1所述的激光打磨***,其特征在于,还包括:烟尘收集头,烟尘收集管路,烟尘收集装置,烟尘收集装置控制线缆,烟尘收集头安装于激光打磨枪头下方,烟尘收集管路的两端连接烟尘收集头和烟尘收集装置,烟尘收集装置控制线缆的两端连接控制***和烟尘收集装置。
3.一种采用权利要求2所述的激光打磨***实施的激光打磨方法,其特征在于,包括:根据待打磨物件的材料特性和打磨要求,由激光发生装置设置激光打磨参数,包括激光扫描速度、激光焦距、振动频率、扫描次数;根据待打磨物件确定打磨区域,由控制***设置打磨轨迹,机器人手臂沿打磨轨迹运动,激光发生装置控制激光打磨枪头发射激光束,在打磨点形成高能量光斑,实施打磨,烟尘收集头同步收集烟尘,送至烟尘收集装置。
4.根据权利要求3所述的激光打磨***,其特征在于,还包括:采用激光测距装置实时测量激光打磨枪头和打磨点之间的距离,根据设置的激光焦距实时调整距离。
5.根据权利要求3所述的激光打磨***,其特征在于,所述设置激光打磨参数,包括:设置激光扫描速度2000~7000m/s、激光焦距15-20cm、振动频率100-250kHz、扫描次数1-5次,采用波长1000-2000nm的激光束。
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