54、超声应用与自动焊接疤痕打磨系统

超声应用与自动焊接疤痕打磨系统

1. 超声在工业中的应用

超声在工业中主要用于测试工件，同时基于脉冲回波定律，超声还可用于校准运动学参数。通过设计基于脉冲回波原理的校准样本，能够测量机器人工具中心点（TCP）的相对距离，再根据实际值与标称值之间的相对距离误差，计算出运动学参数误差。实验数据对比表明，该方法可用于校准运动学参数，提高机器人的运动精度。

2. 自动焊接疤痕打磨系统的提出

在工业生产中，钣金件的焊缝打磨过程直接决定了其表面质量和焊接强度。目前工厂的焊缝打磨工作主要依靠人工完成，存在效率低、劳动强度大、打磨质量不稳定以及有危险的打磨粉尘等缺点。因此，开发自动打磨设备成为智能制造研究领域的热点。

现有自动打磨方法存在以下不足：
1. 由于焊接后变形的影响，钣金件一致性差且表面不平整，而当前自动打磨设备通常不具备几何仿形功能，只能按设定进给量打磨，可能损坏基体或留下残留。
2. 由于焊接间隙，焊接部件高度不一致，现有自动打磨机器人通常缺乏必要的表面质量或残余焊缝高度检测，每次都需调整打磨深度，且手动检查耗时。
3. 现有打磨设备通常需要手动更换磨头，严重影响打磨效率和质量。

3. 自动焊接疤痕打磨系统的功能设计与分析

3.1 系统层次结构

自动焊接疤痕打磨系统主要分为人机交互层、现场控制层、驱动层和控制目标层，具体层次结构如下：

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