機(jī)器人自動(dòng)打磨焊縫裝備與實(shí)驗(yàn)分析*

田鳳杰，韓 曉，李 論

(1.沈陽(yáng)理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，沈陽(yáng) 110159；2.中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所，沈陽(yáng) 110016)

0 引言

近年來，隨著國(guó)家的飛速發(fā)展，大型交通運(yùn)輸工具需求量巨大，高鐵車廂外殼板面間是通過焊接連接的。為滿足車廂后續(xù)噴涂底漆、面漆保證漆面均勻性的工藝要求，需要將車廂板面間焊縫打磨成表面光滑均勻且0.2 mm的余高，并盡可能減小板面打磨變形。當(dāng)前，此類焊縫打磨作業(yè)主要依靠人工手持角磨機(jī)以試湊方式進(jìn)行打磨，效率非常低，余高一致性差，生產(chǎn)環(huán)境惡劣，因此迫切需要實(shí)現(xiàn)焊縫的自動(dòng)打磨。工業(yè)機(jī)器人特有的柔順性、可編譯性、適應(yīng)能力強(qiáng)、價(jià)格低等特點(diǎn)使其非常適合此類打磨作業(yè)，選用工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化打磨加工已經(jīng)成為當(dāng)前打磨作業(yè)的一個(gè)重要發(fā)展方向[1-3]。

目前關(guān)于車輛焊縫自動(dòng)打磨技術(shù)主要是針對(duì)車輛構(gòu)架梁體焊縫、車輛轉(zhuǎn)向架焊縫、高速動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架焊縫等構(gòu)件的自動(dòng)打磨[4-6]，對(duì)于廂體外殼焊縫的打磨并沒有行之有效的自動(dòng)打磨方案及打磨工具[7-10]。而國(guó)外對(duì)于廂體外殼焊縫的打磨同樣沒有行之有效的打磨工具以及整體裝備[11-12]。

根據(jù)廂體外殼焊縫打磨加工要求和自動(dòng)打磨去除理論，本文制定了機(jī)器人自動(dòng)打磨焊縫的加工方案，設(shè)計(jì)了帶有定尺機(jī)構(gòu)的焊縫打磨頭，將其裝夾在機(jī)器人末端執(zhí)行器法蘭上，代替工人手持角磨機(jī)進(jìn)行打磨作業(yè)，采用力控去除和定尺結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方法有效保證焊縫打磨后的高度大小與一致性問題。……