[发明专利]一种基于KUKA机器人的风力发电机叶片打磨控制方法

说明书

本发明提供一种基于KUKA机器人的风力发电机叶片打磨控制方法，包括KUKA机器人、主控柜和AGV小车，所述KUKA机器人和主控柜设置在所述AGV小车上，KUKA机器人上设有打磨头，打磨头上设有激光测距传感器，且与主控柜中的主控模块连通，主控柜分别与所述KUKA机器人控制系统和AGV小车控制系统相连通，通过所述激光测距传感器调整打磨头与叶片打磨区的角度位置，及检测打磨区域范围来实现叶片的自动打磨。本申请的基于KUKA机器人的风力发电机叶片打磨控制方法无需人工操作，增大了工作效率，提高了打磨质量。

技术领域

本发明涉及风力发电机叶轮叶片加工技术领域，尤其是一种基于KUKA机器人的风力发电机叶片打磨控制方法。

背景技术

在风力发电机风轮叶片的生产过程中，叶片的表面要进行打磨处理，现在一般由人工来完成。人工打磨存在的主要缺点是：粉尘污染大（对工人身体和环境不利）、效率低、打磨质量不一致，一支叶片以70米长为例若由8个工人连续打磨，需要至少4个小时完成，耗时较长。风电发展至今，叶片打磨设备的进展仍然显得比较缓慢，由于风电叶片体形与重量很大、形状不规则（外形是复杂曲面）、还具有一定的柔韧性，因而搬运不便，很难准确重复定位，这些特点不利于设计一种设备适应这种重复打磨工作。目前大多叶片生产厂家仍在使用人工打磨，也有部分厂家使用工业机器人进行操作，但一般机器人工位比较固定，在同一打磨生产线上需要设置多个机器人，或机器人移动轨道固定，工作位置受到局限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于KUKA机器人的风力发电机叶片打磨控制方法，包括KUKA机器人、主控柜和AGV小车， KUKA机器人和主控柜设置在AGV小车上， KUKA机器人上设有打磨头，打磨头上设有激光测距传感器，激光测距传感器设置在打磨头的上、下、左、右四个边缘位置，且与主控柜中的主控模块连通，主控柜分别与KUKA机器人控制系统和AGV小车控制系统相连通，包括下列步骤：

第一步，KUKA机器人通过AGV小车进入预设工作起始位置，打磨头水平平行于AGV小车边缘；

第二步，通过所述激光测距传感器检测打磨头与叶片表面距离信号，并将其传送至主控柜进行信号分析处理后，通过有线或无线通讯方式发送至AGV小车控制系统，进而调整AGV小车整体姿态位置，使整AGV小车整体平行于叶片待加工表面并与叶片保持预设距离；

第三步，将打磨头上升至叶片打磨的最高位置，通过位于打磨头上边缘的激光测距传感器检测打磨头与叶片表面距离，当打磨头上边距传感器检测到的距离值超出正常值时，即判断为已到达叶片上边界，打磨头停止上升，或KUKA机器人的垂直方向Z坐标值超过设定的最高打磨高度时打磨头停止上行，如果检测到打磨头超出上边界，打磨头自动向下回退，使打磨头完全回到边界范围内；

第四步，移动打磨头靠近叶片至设定距离，通过位于打磨头上、下、左、右四个边缘的激光测距传感器的距离检测，通过主控柜的主控模块控制打磨头运动，使其上、下、左、右与叶片之间距离相同，打磨头与叶片表面对齐；

第五步，打磨头沿叶片表面垂直向下移动，使打磨头与叶片距离处于预设打磨间距，启动打磨头，开始向下打磨，打磨过程中激光测距传感器实时监测打磨头与叶片表面间距，通过主控柜及KUKA机器人控制系统自动根据激光测距传感器测得的打磨头与叶片之间的距离，计算KUKA机器人的打磨姿态，并自动进行修正保证打磨头始终与叶片表面保持一个稳定的间距、且与叶片表面对齐；

第六步，检查打磨区域是否完成，如果打磨头的位置垂直坐标Z小于设定的最低打磨高度，或激光测距传感器的数据超出正常范围，则该区域打磨完毕进行第七步，如果不是则继续进行第五步；

第七步，KUKA机器人回到预设工作起始位置，然后再次启动AGV小车至叶片下一所需打磨区域，重复步骤二至六；

第八步，当累计打磨长度已经到达设定值或打磨位置数达到预定数值或打磨头侧边激光传感器检测到叶片边界时，打磨结束。