1.一種采用機器人對鋼結(jié)構(gòu)的K型坡口進行火焰切割的火焰坡口機器人K型坡口切割裝置，其特征在于：所述切割裝置包括機器人、操作平臺、激光掃描儀、切割槍及控制系統(tǒng)；所述操作平臺用于放置待加工的工件；所述激光掃描儀設(shè)置在所述切割槍上并可沿所述切割槍的長度方向移動以對所述切割槍的位姿信息進行掃描從而保證所述切割槍在切割前的切割直線度；所述控制系統(tǒng)內(nèi)部通過離線編程方式設(shè)有所述切割槍的姿態(tài)、位置及角度參數(shù)信息；所述切割槍與所述機器人的末端連接并可隨所述機器人的末端一起運動；所述控制系統(tǒng)將所述切割槍的實際位姿信息與所述控制系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)定的所述切割槍的參數(shù)信息進行比較以得出所述實際位姿信息與所設(shè)定的參數(shù)信息之間的差異，并根據(jù)所述比較結(jié)果驅(qū)動所述機器人自動調(diào)整所述切割槍的姿態(tài)及行走軌跡以對所述工件進行坡口切割。
2.如權(quán)利要求1所述的火焰坡口機器人K型坡口切割裝置，其特征在于，所述工件可以單一的或者批量的放置在所述操作平臺上并處于所述機器人的工作范圍內(nèi)，所述工件的坡口的待切割面與所述機器人的世界坐標系的坐標軸平行。
3.如權(quán)利要求2所述的火焰坡口機器人K型坡口切割裝置，其特征在于，所述機器人為工業(yè)六軸機器人，所述激光掃描儀為三維激光掃描儀；所述激光掃描儀的排列方向與所述切割槍的長度方向平行以便使所述激光掃描儀具有沿所述切割槍的長度方向移動的充足行程，所述激光掃描儀沿所述切割槍的長度方向移動的行程范圍為50-100mm；所述切割槍連接在所述機器人的第六軸的末端。
4.如權(quán)利要求3所述的火焰坡口機器人K型坡口切割裝置，其特征在于，所述切割槍切割的電壓由切割電源提供，所述切割電源上設(shè)置有水冷裝置以用于降低所述切割電源的溫度，防止所述切割槍因溫度過高而發(fā)生安全事故；所述切割槍與所述第六軸末端位于一條直線上或者處于相互平行的狀態(tài)，所述切割槍的型號可根據(jù)坡口切割的需求進行調(diào)整，且與切割氧及燃燒氣體的壓力相匹配。
5.如權(quán)利要求4所述的火焰坡口機器人K型坡口切割裝置，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括離線編程模塊、校準模塊及機器人控制器；所述離線編程模塊與所述校準模塊及所述機器人控制器電性連接，相互間能進行數(shù)據(jù)傳遞；所述離線編程模塊用于根據(jù)帶有所述工件標準坐標的三維CAD模型生成所述工件的加工路徑及利用預(yù)先建立或者已有的機器人模型以及選定的機器人路徑生成機器人離線數(shù)據(jù)代碼；所述校準模塊根據(jù)所述激光掃描儀掃描得到的所述切割槍的位姿信息與內(nèi)部通過離線編程所設(shè)定的所述切割槍的參數(shù)信息進行比較以得出所述實際位姿信息與所設(shè)定的參數(shù)信息之間的差異，并將比較結(jié)果傳送給所述機器人控制器；所述機器人控制器根據(jù)所述比較結(jié)果修正所述機器人及所述切割槍的加工路徑。
6.如權(quán)利要求5所述的火焰坡口機器人K型坡口切割裝置，其特征在于，還包括驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置與所述機器人及所述激光掃描儀連接并根據(jù)所述控制系統(tǒng)傳遞的信息驅(qū)動所述機器人前進、后退、升降、旋轉(zhuǎn)等運動而帶動所述切割槍自動調(diào)整所述切割槍的姿態(tài)及行走軌跡；所述機器人控制器負責控制所述機器人、所述激光掃描儀及所述切割槍的動作；所述機器人控制器通過所述工件的厚度和坡口坐標自動計算生成所述機器人及所述切割槍的定位數(shù)據(jù)，該定位數(shù)據(jù)包括所述驅(qū)動裝置的位置參數(shù)；所述機器人在所述驅(qū)動裝置的作用下帶動所述切割槍旋轉(zhuǎn)180°，對所述工件進行無翻身的內(nèi)側(cè)坡口及外側(cè)坡口的切割。
7.如權(quán)利要求6所述的火焰坡口機器人K型坡口切割裝置，其特征在于，所述離線編程模塊包括輸入及讀取模塊、離線數(shù)據(jù)生成模塊、仿真模塊及輸入控制模塊；所述輸入及讀取模塊、所述離線數(shù)據(jù)生成模塊、所述仿真模塊及所述輸入控制模塊分別連接，且相互之間能進行數(shù)據(jù)傳遞；所述輸入及讀取模塊用于輸入帶有工件標準坐標的三維CAD模型，及在所述CAD中讀取其二維圖形設(shè)計文件并對文件中的所述工件設(shè)置坡口特征。
8.如權(quán)利要求7所述的火焰坡口機器人K型坡口切割裝置，其特征在于，所述離線數(shù)據(jù)生成模塊用于打開設(shè)置好的工件坡口的特征文件，并利用預(yù)先建立或者已有的機器人模型以及選定的機器人路徑，生成不同的機器人離線數(shù)據(jù)代碼；所述仿真模塊用于對所生成的離線數(shù)據(jù)代碼進行計算機模擬、仿真和防碰撞數(shù)據(jù)驗證，然后輸出給所述輸入控制模塊；所述輸入控制模塊用于接收所述仿真模塊輸出的所述機器人離線數(shù)據(jù)代碼，并將其傳輸?shù)剿鰴C器人控制器中以控制所述機器人帶動所述切割槍對所述工件進行坡口切割。
9.如權(quán)利要求8所述的火焰坡口機器人K型坡口切割裝置，其特征在于，當所述機器人的路徑產(chǎn)生后，所述離線數(shù)據(jù)生成模塊根據(jù)在工件坐標系下所述機器人路徑各點的坐標，該路徑的路徑方向，該路徑的坡口角度，計算該路徑上每一點的機器人直角坐標空間的位姿以及各關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度；通過采用齊次坐標變換來描述機器人機械手各關(guān)節(jié)坐標之間以及工件與機器人之間的關(guān)系，并生成所述機器人離線數(shù)據(jù)代碼；所述工件的實際坐標數(shù)據(jù)與所述機器人離線數(shù)據(jù)代碼內(nèi)的坐標值一致。
10.如權(quán)利要求9所述的火焰坡口機器人K型坡口切割裝置，其特征在于，所述離線數(shù)據(jù)生成模塊計算所述機器人路徑上每一點的機器人直角坐標空間的位姿以及各關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度的過程包括：所述切割槍切割所述工件的坡口過程中，所述切割槍沿著坡口邊的方向運動，并且所述切割槍與所述工件外側(cè)面的坡口邊所形成的夾角為設(shè)定的工件坡口角度，以得到所述機器人的末端在工件坐標系下的位姿；再根據(jù)所述機器人的末端在工件坐標系下機器人路徑中各點的坐標及位姿，將工件坐標系下路徑中各點的坐標及位姿轉(zhuǎn)化為機器人基坐標系下的坐標及位姿；根據(jù)所述機器人基坐標系下各點的坐標及位姿，解機器人逆運動學(xué)方程求出機器人各關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度。