[发明专利]一种钢板激光修复装置及方法

说明书

本发明提供了一种钢板激光修复装置及方法。该装置及方法通过拍照测量和激光扫描测量，自动识别缺陷、自动打磨缺陷、高效修复缺陷，解决钢板表面修复的技术问题。由于本发明通过拍照测量和激光扫描测量准确确认缺陷位置及形貌，通过预设的打磨路径专家库数据与缺陷形貌匹配确定缺陷打磨工艺参数，机械手自动寻位打磨，有效解决打磨效率低、稳定性差问题，同时为修复奠定基础。通过高精度高效率的机器人激光熔覆修复方法有效填充打磨的缺陷部位，一方面提高了修复效率及稳定性，另一方面降低二次缺陷产生可能性。在高精度测量的加持下，熔覆后的机器人修磨精度及效率显著提高，提升修复后板材的表面质量。适宜作为一种钢板激光修复装置及方法应用。

技术领域

本发明涉及船舶领域的总装建造，特别是涉及一种钢板激光修复装置及方法。

背景技术

当前，高技术船舶船体采用厚板高强钢制造，对钢板表面质量要求极高，以确保船体结构强度，进而保证船舶的各项性能。通常要求钢板表面的缺陷深度最大值不得超过钢板公称厚度的25%或10mm，取二者中的小者；深度最小值不得小于2mm。传统钢板修复采用手工打磨后手工电弧焊或手工TIG焊进行修复，修复效率低，修复后经常产生新生缺陷，修复质量稳定性差。尤其是对于一些工装制作类库存钢板进行修复时，因库存钢板表面质量较新钢板更差，修复量更大，钢板表面修复质量保证难。不稳定的修复质量在快节奏的生产建造要求下捉襟见肘。

发明内容

为了解决船舶钢板表面修复问题，一方面确保钢板修复质量稳定性，另一方面提高钢板激光修复效率，本发明提供了一种钢板激光修复装置及方法。该装置及方法通过拍照测量和激光扫描测量，自动识别缺陷、自动打磨缺陷、高效修复缺陷，解决钢板表面修复的技术问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

一种钢板激光修复装置主要由滚动平台、打磨机器人、激光修复机器人、修磨机器人、双目拍照机构Ⅰ、激光扫描机构、双目拍照机构Ⅱ和龙门组成；在滚动平台上放置工件，横跨滚动平台排列有龙门，龙门上设置有双目拍照机构Ⅰ和双目拍照机构Ⅱ，在双目拍照机构Ⅰ和双目拍照机构Ⅱ之间设有激光扫描机构；依次形成具有打磨机器人的打磨工位、具有激光修复机器人的激光修复工位和具有修磨机器人的修磨工位，三个工位依次完成工件的打磨、激光修复和修磨。

在较佳的实施例中，打磨工位包括打磨机器人、装配在打磨机器人上的打磨头、相对应的龙门以及设置在龙门上的双目拍照机构Ⅰ、双目拍照机构Ⅱ和激光扫描机构；

其中，打磨机器人分别设置在滚动平台两侧，打磨机器人末端连接有打磨头；打磨机器人根据缺陷位置将打磨头运送到打磨位置开展打磨工作，机器人重复定位精度±0.05mm；

打磨头包括打磨机构和激光跟踪扫描机构，激光跟踪扫描机构能够在末端精确修正打磨的具体位置信息，提高打磨质量。

在较佳的实施例中，激光修复工位包括激光修复机器人、装配在激光修复机器人上的激光修复头、激光器、送粉器、相对应的龙门以及设置在龙门上的双目拍照机构Ⅰ、双目拍照机构Ⅱ和激光扫描机构；

其中，激光修复机器人分别设置在滚动平台两侧，激光修复机器人末端连接激光修复头；激光修复机器人根据打磨后的状态将激光修复头运送到修复位置开展激光修复工作，机器人重复定位精度±0.05mm；

激光修复头包括激光熔覆头和激光跟踪扫描机构，激光跟踪扫描机构在末端精确修正激光熔覆的具体位置信息，提高修复质量；激光熔覆头采用同轴送粉，具有同轴输送修复填充金属粉末的功能；

激光器与激光修复头经龙门通过光纤连接，为修复工作提供功率稳定、光斑能量密度均匀的激光源；

送粉器与激光修复头经龙门通过送粉管连接，为修复工作提供粉末流量稳定可控的粉末源。

在较佳的实施例中，修磨工位包括修磨机器人、装配在修磨机器人上的修磨头、相对应的龙门以及设置在龙门上的双目拍照机构Ⅰ、双目拍照机构Ⅱ和激光扫描机构；