專利名稱：基于機(jī)器人的三維數(shù)字化激光熔敷系統(tǒng)及其激光修復(fù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種激光熔敷系統(tǒng)，具體地說，涉及一種基于機(jī)器人的三維數(shù)字化激光熔敷系統(tǒng)及其激光修復(fù)方法。
背景技術(shù)：
在エ業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，許多重大工程裝備造價(jià)十分昂貴，缺少備件，一旦出現(xiàn)損壞，使生產(chǎn)線中斷，有可能造成重大經(jīng)濟(jì)損失與人身傷害。同時(shí)，這些裝備大都價(jià)格高，生產(chǎn)周期長，具有較高的修復(fù)價(jià)值。常規(guī)修復(fù)技術(shù)存在著修復(fù)層結(jié)合強(qiáng)度低、エ件易變形、操作難度大等問題。不僅如此，由于手工操作，修復(fù)尺寸不能精確控制，后加工量大，造成財(cái)力、物力和時(shí)間的浪費(fèi)，而且對于精度要求高的零件或特殊材料，常規(guī)技術(shù)幾乎無法修復(fù)，致使一 些貴重部件因得不到修復(fù)而報(bào)廢。因此，迫切需要發(fā)展精密可控的快速修復(fù)技木，激光熔敷技術(shù)就是其中之一。目前，市場上存在的激光熔敷設(shè)備主要包括I、以數(shù)控機(jī)床為運(yùn)動(dòng)載體，結(jié)合大型CO2激光器，利用成熟的機(jī)床數(shù)控加工技術(shù)，對エ件進(jìn)行激光加工處理。優(yōu)點(diǎn)在干，設(shè)備簡單可靠；控制技術(shù)相對成熟；成本較低；缺點(diǎn)在于，エ件需要固定在工作臺(tái)上，無法在線修復(fù)，且エ件尺寸受到工作臺(tái)限制；2、以エ業(yè)機(jī)器人為運(yùn)動(dòng)載體,結(jié)合大功率光纖傳導(dǎo)激光器，利用機(jī)器人控制技術(shù)，對エ件進(jìn)行激光加工處理；優(yōu)點(diǎn)在于，設(shè)備具有移動(dòng)性能，可以實(shí)現(xiàn)在線修復(fù)；機(jī)器人控制技術(shù)相對成熟；缺點(diǎn)在干，需要人工示教規(guī)劃機(jī)器人加工路徑，精度低，勞動(dòng)量大，而且配套激光器價(jià)格較高。目前，精密數(shù)字化的激光修復(fù)基本都是在數(shù)控機(jī)床平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)的。エ件固定在エ作臺(tái)上，在具有零件原型的CAD/CAM軟件支持下，數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)預(yù)定軌跡逐層熔敷，最后生成與原型零件同形的三維實(shí)體。在數(shù)控機(jī)床上的大量修復(fù)工作都采用逐層ニ維激光熔敷方法，只能解決部分零件的修復(fù)。事實(shí)上在生產(chǎn)中還有大量的復(fù)雜貴重裝備需要三維激光修復(fù)技術(shù)，特別是不能移動(dòng)的大型設(shè)備需要解決現(xiàn)場在線修復(fù)問題。這種大型設(shè)備既不能固定到數(shù)控機(jī)床的工作臺(tái)上，也無法通過簡單的逐層ニ維熔敷進(jìn)行修復(fù)，因此對激光修復(fù)系統(tǒng)提出了新的要求。機(jī)器人作為エ業(yè)生產(chǎn)中的有效裝備，具有使用靈活方便、工作空間大、精度高等特點(diǎn)，是進(jìn)行三維數(shù)字化修復(fù)的理想平臺(tái)。同時(shí)，實(shí)施大型設(shè)備三維修復(fù)需要構(gòu)建エ件破損部位的三維模型，而利用激光三維掃描儀多角度多方位地獲取物體的三維信息，已經(jīng)在逆向工程上得到了廣泛的應(yīng)用。因此，將三維模型重構(gòu)技術(shù)、機(jī)器人控制技術(shù)和激光熔敷技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)基于機(jī)器人的三維數(shù)字化激光熔敷系統(tǒng)，可滿足高精度、高靈活、可移動(dòng)的修復(fù)任務(wù)需求，可用來完成對大型エ件破損部位的在線修復(fù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于機(jī)器人的三維數(shù)字化激光熔敷系統(tǒng)，完成對エ件破損部位的修復(fù)，提高了生產(chǎn)自動(dòng)化程度，得到了更優(yōu)的加工精度和質(zhì)量。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種基于機(jī)器人的三維數(shù)字化激光熔敷系統(tǒng)，包括機(jī)器人、激光三維掃描儀、激光焊槍、送粉器和エ控機(jī)；所述激光三維掃描儀、所述激光焊槍和所述送粉器設(shè)置在所述機(jī)器人上；機(jī)器人，用于接收機(jī)器人移動(dòng)命令，根據(jù)所述機(jī)器人移動(dòng)命令移動(dòng)所述激光三維掃描儀、所述激光焊槍和所述送粉器；激光三維掃描儀，用于接收掃描命令，掃描エ件破損部位，得到所述エ件破損部位的三維形狀和位置信息，并將所述三維形狀和位置信息發(fā)送到所述エ控機(jī)；激光焊槍，用于接收激光焊槍修復(fù)命令，根據(jù)所述激光焊槍修復(fù)命令修復(fù)所述エ件破損部位；送粉器，用于接收送粉器修復(fù)命令，根據(jù)所述送粉器修復(fù)命令將修復(fù)原料輸送到所述エ件破損部位；エ控機(jī)，用于接收外部指令，解析所述外部指令并生成掃描命令、機(jī)器人移動(dòng)命令、激光焊槍修復(fù)命令和送粉器修復(fù)命令；用于將所述機(jī)器人移動(dòng)命令發(fā)送至所述機(jī)器人，用于發(fā)送所述掃描命令至所述激光三維掃描儀；接收和處理所述三維形狀和位置信息，生成激光焊槍修復(fù)命令和送粉器修復(fù)命令，并將所述激光焊槍修復(fù)命令發(fā)送 至所述激光焊槍，將所述送粉器修復(fù)命令發(fā)送至所述送粉器。進(jìn)ー步所述機(jī)器人電連接有機(jī)器人控制器；所述機(jī)器人控制器和所述エ控機(jī)電連接，用于接收所述エ控機(jī)發(fā)送的所述機(jī)器人移動(dòng)命令。進(jìn)ー步所述激光三維掃描儀電連接有視頻采集卡；所述視頻采集卡和所述エ控機(jī)電連接，用于采集所述三維形狀和位置信息并發(fā)送至所述エ控機(jī)。進(jìn)ー步所述激光焊槍電連接有激光控制器；所述激光控制器和所述エ控機(jī)電連接，用于將所述エ控機(jī)生成的所述激光焊槍修復(fù)命令發(fā)送至所述激光焊槍；所述激光焊槍修復(fù)命令包括所述激光焊槍的通斷控制命令和強(qiáng)弱控制命令。進(jìn)ー步所述送粉器電連接有送粉控制器；所述送粉控制器和所述エ控機(jī)電連接，用于將所述エ控機(jī)生成的所述送粉器修復(fù)命令發(fā)送至所述送粉器；所述送粉器修復(fù)命令包括所述送粉器的通斷控制命令和送粉用量控制命令。進(jìn)ー步所述エ控機(jī)利用所述三維形狀和位置信息重建所述エ件破損部位的三維數(shù)字模型；對所述三維數(shù)字模型進(jìn)行處理，規(guī)劃修復(fù)路徑，生成所述機(jī)器人移動(dòng)命令、所述激光焊槍修復(fù)命令和所述送粉器修復(fù)命令；根據(jù)所述機(jī)器人移動(dòng)命令、所述激光焊槍修復(fù)命令和所述送粉器修復(fù)命令進(jìn)行系統(tǒng)仿真。本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題在于提供一種基于機(jī)器人的三維數(shù)字化激光熔敷系統(tǒng)的激光修復(fù)方法，完成對エ件破損部位的修復(fù)，提高了生產(chǎn)自動(dòng)化程度，得到了更優(yōu)的加工精度和質(zhì)量。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種基于機(jī)器人的三維數(shù)字化激光熔敷系統(tǒng)的激光修復(fù)方法，包括機(jī)器人、激光三維掃描儀、激光焊槍、送粉器和エ控機(jī)；所述激光三維掃描儀、所述激光焊槍和所述送粉器設(shè)置在所述機(jī)器人上；機(jī)器人接收機(jī)器人移動(dòng)命令，根據(jù)所述機(jī)器人移動(dòng)命令移動(dòng)所述激光三維掃描儀、所述激光焊槍和所述送粉器；激光三維掃描儀接收掃描命令，掃描エ件破損部位，得到所述エ件破損部位的三維形狀和位置信息，并將所述三維形狀和位置信息發(fā)送到所述エ控機(jī)；激光焊槍接收激光焊槍修復(fù)命令，根據(jù)所述激光焊槍修復(fù)命令修復(fù)所述エ件破損部位；送粉器接收送粉器修復(fù)命令，根據(jù)所述送粉器修復(fù)命令將修復(fù)原料輸送到所述エ件破損部位；エ控機(jī)接收外部指令，解析所述外部指令并生成掃描命令、機(jī)器人移動(dòng)命令、激光焊槍修復(fù)命令和送粉器修復(fù)命令；將所述機(jī)器人移動(dòng)命令發(fā)送至所述機(jī)器人；發(fā)送所述掃描命令至所述激光三維掃描儀；接收和處理所述三維形狀和位置信息，生成激光焊槍修復(fù)命令和送粉器修復(fù)命令，并將所述激光焊槍修復(fù)命令發(fā)送至所述激光焊槍，將所述送粉器修復(fù)命令發(fā)送至所述送粉器。進(jìn)ー步所述機(jī)器人電連接有機(jī)器人控制器；所述機(jī)器人控制器和所述エ控機(jī)電連接，接收所述エ控機(jī)發(fā)送的所述機(jī)器人移動(dòng)命令；所述激光三維掃描儀電連接有視頻采集卡；所述視頻采集卡和所述エ控機(jī)電連接，采集所述三維形狀和位置信息并發(fā)送至所述エ控機(jī)；所述激光焊槍電連接有激光控制器；所述激光控制器和所述エ控機(jī)電連接，將所述エ控機(jī)生成的所述激光焊槍修復(fù)命令發(fā)送至所述激光焊槍；所述激光焊槍修復(fù)命令包括所述激光焊槍的通斷控制命令和強(qiáng)弱控制命令；所述送粉器電連接有送粉控制器；所述送粉控制器和所述エ控機(jī)電連接，將所述エ控機(jī)生成的所述送粉器修復(fù)命令發(fā)送至所述送粉器；所述送粉器修復(fù)命令包括所述送粉器的通斷控制命令和送粉用量控制命令；所述エ控機(jī)利用所述三維形狀和位置信息重建所述エ件破損部位的三維數(shù)字模型；對所述三維數(shù)字模型進(jìn)行處理，規(guī)劃修復(fù)路徑，生成所述機(jī)器人移動(dòng)命令、所述激光焊槍修復(fù)命令和所述送粉器修復(fù)命令；根據(jù)所述機(jī)器人移動(dòng)命令、所述激光焊槍修復(fù)命令和所述送粉器修復(fù)命令進(jìn)行系統(tǒng)仿真。進(jìn)ー步在修復(fù)過程中，監(jiān)控所述三維數(shù)字化激光熔敷系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并對出現(xiàn)的意外情況進(jìn)行處理。進(jìn)ー步在修復(fù)過程中，當(dāng)所述三維數(shù)字化激光熔敷系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)異常時(shí)，停止所述三維數(shù)字化激光熔敷系統(tǒng)的運(yùn)行；當(dāng)所述三維數(shù)字化激光熔敷系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)正常時(shí)，根據(jù)修復(fù)情況，暫停修復(fù)或者恢復(fù)修復(fù)。本發(fā)明的技術(shù)效果如下I、本發(fā)明提高了生產(chǎn)自動(dòng)化程度，得到了更優(yōu)的加工精度和質(zhì)量。2、本發(fā)明可以自動(dòng)定位設(shè)備與エ件位置，實(shí)時(shí)獲得目標(biāo)物體三維數(shù)字模型，自動(dòng)規(guī)劃加工路徑，自主完成加工任務(wù)。


圖I是本發(fā)明的基于機(jī)器人的三維數(shù)字化激光熔敷系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明的基于機(jī)器人的三維數(shù)字化激光熔敷系統(tǒng)的激光修復(fù)方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行說明。如圖I所示，是本發(fā)明的基于機(jī)器人的三維數(shù)字化激光熔敷系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明的基于機(jī)器人的三維數(shù)字化激光熔敷系統(tǒng)，包括機(jī)器人I、激光三維掃描儀2、激光焊槍3、送粉器4和エ控機(jī)5 ;激光三維掃描儀2、激光焊槍3和送粉器4設(shè)置在機(jī)器人I上。機(jī)器人1，用于接收機(jī)器人移動(dòng)命令，根據(jù)機(jī)器人I移動(dòng)命令移動(dòng)激光三維掃描儀2、激光焊槍3和送粉器4 ;機(jī)器人I電連接有機(jī)器人控制器11 ;機(jī)器人控制器11和エ控機(jī)5電連接，用于接收エ控機(jī)5發(fā)送的機(jī)器人移動(dòng)命令。激光三維掃描儀2，用于接收掃描命令，掃描エ件破損部位，得到エ件破損部位的三維形狀和位置信息，并將三維形狀和位置信息發(fā)送到エ控機(jī)5 ;激光三維掃描儀2電連接有視頻采集卡21視頻采集卡21和エ控機(jī)5電連接，用于采集三維形狀和位置信息并發(fā)送至エ控機(jī)5。激光焊槍3，用于接收激光焊槍修復(fù)命令，根據(jù)激光焊槍修復(fù)命令修復(fù)エ件破損部位；激光焊槍3電連接有激光控制器31 ;激光控制器31和エ控機(jī)5電連接，用于將エ控機(jī)5生成的激光焊槍修復(fù)命令發(fā)送至激光焊槍3 ;激光焊槍修復(fù)命令包括激光焊槍3的通斷控制命令和強(qiáng)弱控制命令。送粉器4，用于接收送粉器修復(fù)命令，根據(jù)送粉器修復(fù)命令將修復(fù)原料輸送到エ件破損部位；送粉器4電連接有送粉控制器41 ;送粉控制器41和エ控機(jī)5電連接，用于將エ 控機(jī)5生成的送粉器修復(fù)命令發(fā)送至送粉器5 ;送粉器修復(fù)命令包括送粉器5的通斷控制命令和送粉用量控制命令。エ控機(jī)5，用于接收外部指令，解析外部指令并生成掃描命令、機(jī)器人移動(dòng)命令、激光焊槍修復(fù)命令和送粉器修復(fù)命令。エ控機(jī)5，用于將機(jī)器人移動(dòng)命令發(fā)送至機(jī)器人I ;發(fā)送所述掃描命令至激光三維掃描儀2 ;接收和處理三維形狀和位置信息，生成激光焊槍修復(fù)命令和送粉器修復(fù)命令，并將激光焊槍修復(fù)命令發(fā)送至激光焊槍3，將送粉器修復(fù)命令發(fā)送至送粉器4 ;エ控機(jī)5利用三維形狀和位置信息重建エ件破損部位的三維數(shù)字模型；對三維數(shù)字模型進(jìn)行處理，規(guī)劃修復(fù)路徑，生成機(jī)器人移動(dòng)命令、激光焊槍修復(fù)命令和送粉器修復(fù)命令；根據(jù)機(jī)器人移動(dòng)命令、激光焊槍修復(fù)命令和送粉器修復(fù)命令進(jìn)行系統(tǒng)仿真。如圖2所示，是本發(fā)明的基于機(jī)器人的三維數(shù)字化激光熔敷系統(tǒng)的激光修復(fù)方法的流程圖。該激光修復(fù)方法應(yīng)用于基于機(jī)器人的三維數(shù)字化激光熔敷系統(tǒng)中，包括機(jī)器人I、激光三維掃描儀2、激光焊槍3、送粉器4和エ控機(jī)5 ;激光三維掃描儀2、激光焊槍3和送粉器4設(shè)置在機(jī)器人I上。機(jī)器人I接收機(jī)器人移動(dòng)命令，根據(jù)機(jī)器人I移動(dòng)命令移動(dòng)激光三維掃描儀2、激光焊槍3和送粉器4 ;機(jī)器人I電連接有機(jī)器人控制器11 ;機(jī)器人控制器11和エ控機(jī)5電連接，用于接收エ控機(jī)5發(fā)送的機(jī)器人移動(dòng)命令。激光三維掃描儀2接收掃描命令，掃描エ件破損部位，得到エ件破損部位的三維形狀和位置信息，并將三維形狀和位置信息發(fā)送到エ控機(jī)5 ;激光三維掃描儀2電連接有視頻采集卡21視頻采集卡21和エ控機(jī)5電連接，采集三維形狀和位置信息并發(fā)送至エ控機(jī)5。激光焊槍3接收激光焊槍修復(fù)命令，根據(jù)激光焊槍修復(fù)命令修復(fù)エ件破損部位；激光焊槍3電連接有激光控制器31 ;激光控制器31和エ控機(jī)5電連接，將エ控機(jī)5生成的激光焊槍修復(fù)命令發(fā)送至激光焊槍3 ;激光焊槍修復(fù)命令包括激光焊槍3的通斷控制命令和強(qiáng)弱控制命令。送粉器4接收送粉器修復(fù)命令，根據(jù)送粉器修復(fù)命令將修復(fù)原料輸送到エ件破損部位；送粉器4電連接有送粉控制器41 ;送粉控制器41和エ控機(jī)5電連接，將エ控機(jī)5生成的送粉器修復(fù)命令發(fā)送至送粉器5 ;送粉器修復(fù)命令包括送粉器5的通斷控制命令和送粉用量控制命令。エ控機(jī)5接收外部指令，解析外部指令并生成掃描命令、機(jī)器人移動(dòng)命令、激光焊槍修復(fù)命令和送粉器修復(fù)命令。エ控機(jī)5將機(jī)器人移動(dòng)命令發(fā)送至機(jī)器人I ;發(fā)送所述掃描命令至激光三維掃描儀2 ;接收和處理三維形狀和位置信息，生成激光焊槍修復(fù)命令和送粉器修復(fù)命令，并將激光焊槍修復(fù)命令發(fā)送至激光焊槍3，將送粉器修復(fù)命令發(fā)送至送粉器4 ;エ控機(jī)5利用三維形狀和位置信息重建エ件破損部位的三維數(shù)字模型；對三維數(shù)字模型進(jìn)行處理，規(guī)劃修復(fù)路徑，生成機(jī)器人移動(dòng)命令、激光焊槍修復(fù)命令和送粉器修復(fù)命令；根據(jù)機(jī)器人移動(dòng)命令、激光焊槍修復(fù)命令和送粉器修復(fù)命令進(jìn)行系統(tǒng)仿真。該激光修復(fù)方法的步驟如下步驟101 :啟動(dòng)基于機(jī)器人的三維數(shù)字化激光熔敷系統(tǒng)；步驟102 :機(jī)器人I控制激光三維掃描儀2對エ件破損部位進(jìn)行掃描，得到エ件破損部位的三維形狀和位置信息，并通過視頻采集卡21將該信息傳送至エ控機(jī)5 ；步驟103 :エ控機(jī)5利用得到的エ件破損部位的三維形狀和位置信息重建エ件破損部位的三維數(shù)字模型；由于エ件破損部位的情況具有一定的隨機(jī)性，即在修復(fù)之前無法確切知道エ件破損部位的形狀和位置信息，因此修復(fù)之前首先需要對其進(jìn)行三維數(shù)字模型重建。步驟104 :エ控機(jī)5對三維數(shù)字模型進(jìn)行處理，規(guī)劃修復(fù)路徑，生成機(jī)器人的機(jī)器人移動(dòng)命令、激光焊槍修復(fù)命令和送粉器修復(fù)命令，控制所述機(jī)器人、激光焊槍和送粉器；在獲得エ件破損部位的三維形狀和位置信息后，機(jī)器人I需要自動(dòng)按照規(guī)劃的修復(fù)路徑攜帶激光焊槍3運(yùn)動(dòng)，逐步完成修復(fù)工作，因此需要根據(jù)エ件破損部位的三維形狀和位置信息規(guī)劃出機(jī)器人I的修復(fù)路徑。步驟105 :エ控機(jī)5利用利用機(jī)器人移動(dòng)命令、激光焊槍修復(fù)命令和送粉器修復(fù)命令進(jìn)行系統(tǒng)仿真；為了保證系統(tǒng)的安全，在開始修復(fù)之前需要對修復(fù)過程進(jìn)行仿真，以觀察規(guī)劃的修復(fù)過程是否正確，修復(fù)過程中是否會(huì)發(fā)生碰撞等。步驟106 :機(jī)器人I帶動(dòng)激光焊槍3和送粉器4對エ件破損部位進(jìn)行修復(fù)； 在運(yùn)行過程中，為了保證系統(tǒng)安全，需要對系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并對出現(xiàn)的意外情況進(jìn)行處理。步驟107 :判斷三維數(shù)字化激光熔敷系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，是否出現(xiàn)異常；步驟108 :當(dāng)三維數(shù)字化激光熔敷系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)出現(xiàn)異常時(shí)，緊急停止三維數(shù)字化激光熔敷系統(tǒng)的運(yùn)行；步驟109 :當(dāng)三維數(shù)字化激光熔敷系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)正常吋，在修復(fù)過程中，如果修復(fù)情況已經(jīng)達(dá)到要求，可以暫停修復(fù)，并轉(zhuǎn)到步驟111 ；步驟110 :在修復(fù)過程中，如果需要繼續(xù)對エ件破損部位進(jìn)行修復(fù)，可以恢復(fù)修復(fù)，并轉(zhuǎn)到步驟106;步驟111:修復(fù)完成。
權(quán)利要求
1.一種基于機(jī)器人的三維數(shù)字化激光熔敷系統(tǒng)，其特征在于，包括機(jī)器人、激光三維掃描儀、激光焊槍、送粉器和工控機(jī)；所述激光三維掃描儀、所述激光焊槍和所述送粉器設(shè)置在所述機(jī)器人上； 機(jī)器人，用于接收機(jī)器人移動(dòng)命令，根據(jù)所述機(jī)器人移動(dòng)命令移動(dòng)所述激光三維掃描儀、所述激光焊槍和所述送粉器； 激光三維掃描儀，用于接收掃描命令，掃描工件破損部位，得到所述工件破損部位的三維形狀和位置信息，并將所述三維形狀和位置信息發(fā)送到所述工控機(jī)； 激光焊槍，用于接收激光焊槍修復(fù)命令，根據(jù)所述激光焊槍修復(fù)命令修復(fù)所述工件破損部位； 送粉器，用于接收送粉器修復(fù)命令，根據(jù)所述送粉器修復(fù)命令將修復(fù)原料輸送到所述工件破損部位； 工控機(jī)，用于接收外部指令，解析所述外部指令并生成掃描命令、機(jī)器人移動(dòng)命令、激光焊槍修復(fù)命令和送粉器修復(fù)命令；用于將所述機(jī)器人移動(dòng)命令發(fā)送至所述機(jī)器人，用于發(fā)送所述掃描命令至所述激光三維掃描儀；接收和處理所述三維形狀和位置信息，生成激光焊槍修復(fù)命令和送粉器修復(fù)命令，并將所述激光焊槍修復(fù)命令發(fā)送至所述激光焊槍，將所述送粉器修復(fù)命令發(fā)送至所述送粉器。
2.如權(quán)利要求I所述的激光熔敷系統(tǒng)，其特征在于所述機(jī)器人電連接有機(jī)器人控制器；所述機(jī)器人控制器和所述工控機(jī)電連接，用于接收所述工控機(jī)發(fā)送的所述機(jī)器人移動(dòng)命令。
3.如權(quán)利要求I所述的激光熔敷系統(tǒng)，其特征在于所述激光三維掃描儀電連接有視頻采集卡；所述視頻采集卡和所述工控機(jī)電連接，用于采集所述三維形狀和位置信息并發(fā)送至所述工控機(jī)。
4.如權(quán)利要求I所述的激光熔敷系統(tǒng)，其特征在于所述激光焊槍電連接有激光控制器；所述激光控制器和所述工控機(jī)電連接，用于將所述工控機(jī)生成的所述激光焊槍修復(fù)命令發(fā)送至所述激光焊槍；所述激光焊槍修復(fù)命令包括所述激光焊槍的通斷控制命令和強(qiáng)弱控制命令。
5.如權(quán)利要求I所述的激光熔敷系統(tǒng)，其特征在于所述送粉器電連接有送粉控制器；所述送粉控制器和所述工控機(jī)電連接，用于將所述工控機(jī)生成的所述送粉器修復(fù)命令發(fā)送至所述送粉器；所述送粉器修復(fù)命令包括所述送粉器的通斷控制命令和送粉用量控制命令。
6.如權(quán)利要求I所述的激光熔敷系統(tǒng)，其特征在于所述工控機(jī)利用所述三維形狀和位置信息重建所述工件破損部位的三維數(shù)字模型；對所述三維數(shù)字模型進(jìn)行處理，規(guī)劃修復(fù)路徑，生成所述機(jī)器人移動(dòng)命令、所述激光焊槍修復(fù)命令和所述送粉器修復(fù)命令；根據(jù)所述機(jī)器人移動(dòng)命令、所述激光焊槍修復(fù)命令和所述送粉器修復(fù)命令進(jìn)行系統(tǒng)仿真。
7.一種基于機(jī)器人的三維數(shù)字化激光熔敷系統(tǒng)的激光修復(fù)方法，包括 機(jī)器人、激光三維掃描儀、激光焊槍、送粉器和工控機(jī)；所述激光三維掃描儀、所述激光焊槍和所述送粉器設(shè)置在所述機(jī)器人上； 機(jī)器人接收機(jī)器人移動(dòng)命令，根據(jù)所述機(jī)器人移動(dòng)命令移動(dòng)所述激光三維掃描儀、所述激光焊槍和所述送粉器；激光三維掃描儀接收掃描命令，掃描工件破損部位，得到所述工件破損部位的三維形狀和位置信息，并將所述三維形狀和位置信息發(fā)送到所述工控機(jī)； 激光焊槍接收激光焊槍修復(fù)命令，根據(jù)所述激光焊槍修復(fù)命令修復(fù)所述工件破損部位； 送粉器接收送粉器修復(fù)命令，根據(jù)所述送粉器修復(fù)命令將修復(fù)原料輸送到所述工件破損部位； 工控機(jī)接收外部指令，解析所述外部指令并生成掃描命令、機(jī)器人移動(dòng)命令、激光焊槍修復(fù)命令和送粉器修復(fù)命令；將所述機(jī)器人移動(dòng)命令發(fā)送至所述機(jī)器人；發(fā)送所述掃描命令至所述激光三維掃描儀；接收和處理所述三維形狀和位置信息，生成激光焊槍修復(fù)命令和送粉器修復(fù)命令，并將所述激光焊槍修復(fù)命令發(fā)送至所述激光焊槍，將所述送粉器修復(fù)命令發(fā)送至所述送粉器。
8.如權(quán)利要求7所述的激光修復(fù)方法，其特征在于 所述機(jī)器人電連接有機(jī)器人控制器；所述機(jī)器人控制器和所述工控機(jī)電連接，接收所述工控機(jī)發(fā)送的所述機(jī)器人移動(dòng)命令； 所述激光三維掃描儀電連接有視頻采集卡；所述視頻采集卡和所述工控機(jī)電連接，采集所述三維形狀和位置信息并發(fā)送至所述工控機(jī)； 所述激光焊槍電連接有激光控制器；所述激光控制器和所述工控機(jī)電連接，將所述工控機(jī)生成的所述激光焊槍修復(fù)命令發(fā)送至所述激光焊槍；所述激光焊槍修復(fù)命令包括所述激光焊槍的通斷控制命令和強(qiáng)弱控制命令； 所述送粉器電連接有送粉控制器；所述送粉控制器和所述工控機(jī)電連接，將所述工控機(jī)生成的所述送粉器修復(fù)命令發(fā)送至所述送粉器；所述送粉器修復(fù)命令包括所述送粉器的通斷控制命令和送粉用量控制命令； 所述工控機(jī)利用所述三維形狀和位置信息重建所述工件破損部位的三維數(shù)字模型；對所述三維數(shù)字模型進(jìn)行處理，規(guī)劃修復(fù)路徑，生成所述機(jī)器人移動(dòng)命令、所述激光焊槍修復(fù)命令和所述送粉器修復(fù)命令；根據(jù)所述機(jī)器人移動(dòng)命令、所述激光焊槍修復(fù)命令和所述送粉器修復(fù)命令進(jìn)行系統(tǒng)仿真。
9.如權(quán)利要求7所述的激光修復(fù)方法，其特征在于在修復(fù)過程中，監(jiān)控所述三維數(shù)字化激光熔敷系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并對出現(xiàn)的意外情況進(jìn)行處理。
10.如權(quán)利要求9所述的激光修復(fù)方法，其特征在于在修復(fù)過程中，當(dāng)所述三維數(shù)字化激光熔敷系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)異常時(shí)，停止所述三維數(shù)字化激光熔敷系統(tǒng)的運(yùn)行；當(dāng)所述三維數(shù)字化激光熔敷系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)正常時(shí)，根據(jù)修復(fù)情況，暫停修復(fù)或者恢復(fù)修復(fù)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于機(jī)器人的三維數(shù)字化激光熔敷系統(tǒng)，包括機(jī)器人、激光三維掃描儀、激光焊槍、送粉器和工控機(jī)；所述激光三維掃描儀、所述激光焊槍和所述送粉器設(shè)置在所述機(jī)器人上。本發(fā)明還提供了一種基于機(jī)器人的三維數(shù)字化激光熔敷系統(tǒng)的激光修復(fù)方法，完成對工件破損部位的修復(fù)。通過本發(fā)明的設(shè)計(jì)，提高了生產(chǎn)自動(dòng)化程度，得到了更優(yōu)的加工精度和質(zhì)量。
文檔編號(hào)B23K26/42GK102658429SQ20121010350
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月9日
發(fā)明者劉軍傳, 劉博 , 岳紅強(qiáng) 申請人:北京拓博爾機(jī)器人科技有限公司