[发明专利]基于移动式混联机器人的面向大型构件的加工工艺方法

权利要求书

1.基于移动式混联机器人的面向大型构件的加工工艺方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)建立工件整体坐标系，在工件整体坐标系下规划得到移动式混联机器人移动至加工工件移动路径、移动式混联机器人对加工工件进行加工的路径；

所述的移动式混联机器人包括全向移动平台模块、混联加工机器人模块、高精度视觉测量系统模块、数控系统模块，其中：全向移动平台模块实现移动式混联机器人的全方位移动，混联机构加工机器人模块安装于全向移动平台模块上，末端配备电主轴、刀柄和刀具，实现多自由度混联加工，高精度视觉测量系统模块安装于混联机构加工机器人末端，采用双目条纹投影法获取工件表面的点云数据，实现点的快速匹配、工件局部三维形貌拼接，数控系统模块实现移动式混联机器人的运动控制；

(2)采用激光跟踪仪建立全局测量场，然后根据加工站位得到各个工件局部坐标系与工件整体坐标系的坐标系转换关系矩阵；

(3)控制移动式混联机器人根据移动式混联机器人移动至加工工件移动路径自寻位至对应的加工站位；其中，工件局部坐标系对应的加工站位使得移动式混联机器人能够覆盖工件局部坐标系内所需的加工特征；

(4)对移动式混联机器人当前站位对应的工件局部坐标系进行局部测量，确定全向移动平台基坐标系与工件整体坐标系的坐标系转换关系矩阵，然后与根据步骤(1)中的路径规划得到的两者之间的坐标转化矩阵进行比对，得到转换矩阵误差，进而对移动式混联机器人的实际全向移动平台基坐标系进行修正；

(5)按照修正后的全向移动平台基坐标系，执行步骤(1)中混联加工机器人的加工规划路径；

(6)对当前移动式混联机器人站位下加工的局部特征进行检测，使用步骤(2)得到的工件局部坐标系与工件整体坐标系的坐标系转换关系矩阵，对加工形貌情况在工件整体坐标系进行评价，完成加工。

2.根据权利要求1所述的基于移动式混联机器人的面向大型构件的加工工艺方法，其特征在于：所述的工件整体坐标系的原点位于加工对象的质心，X轴一般指向长边方向，Z轴垂直向上，Y轴符合右手定则。

3.根据权利要求1所述的基于移动式混联机器人的面向大型构件的加工工艺方法，其特征在于：所述的全向移动平台模块通过高刚度车体及四角力传感真空吸盘地角支撑，实现移动式混联机器人工作过程中的高稳定性支撑及自适应重心调节，通过视觉+激光+iGPS复合式自动导航与避障方法，实现移动式混联机器人的定位精度。

4.根据权利要求3所述的基于移动式混联机器人的面向大型构件的加工工艺方法，其特征在于：所述的全向移动平台基坐标系的原点为模块质心，Z轴垂直平台表面向上，X轴指向车体长边，Y轴符合右手定则。

5.根据权利要求4所述的基于移动式混联机器人的面向大型构件的加工工艺方法，其特征在于：所述的全向移动平台模块包括至少两个麦克纳姆轮；其中，至少两个麦克纳姆轮安装在全向移动平台下方；各麦克纳姆轮由全向移动平台控制模块分别独立控制，按照移动轨迹指令进行移动，直至加工工位；在移动至加工工位后，各稳定支撑结构在移动轨迹指令控制下进行伸缩运动，实现对全向移动平台的稳定支撑，并进行自适应调平，以保证后续加工。

6.根据权利要求5所述的基于移动式混联机器人的面向大型构件的加工工艺方法，其特征在于：所述的全向移动平台模块还包括力传感器、位移传感器、倾角传感器和至少两个稳定支撑结构；其中，位移传感器、倾角传感器和至少两个稳定支撑结构设置在全向移动平台上，力传感器安装在稳定支撑结构上；

稳定支撑结构，用于稳定支撑全向移动平台，可伸缩运动，全向移动平台在移动至加工工位后，通过稳定支撑结构进行伸缩运动；

力传感器，用于对各稳定支撑结构的受力进行实时监测；

位移传感器，用于对各稳定支撑结构的伸缩长度进行实时测量；

倾角传感器，用于对全向移动平台在水平面内的倾角进行实时测量。

7.根据权利要求6所述的基于移动式混联机器人的面向大型构件的加工工艺方法，其特征在于：所述的对加工形貌情况在工件整体坐标系进行评价的内容包括：尺寸公差、形位公差和粗糙度，其中，形位公差包括平面度、平行度、圆度、同轴度。

8.根据权利要求7所述的基于移动式混联机器人的面向大型构件的加工工艺方法，其特征在于：所述的步骤(5)中按照修正后的全向移动平台基坐标系，执行步骤(1)中混联加工机器人的加工规划路径的方法为：

数控系统模块将加工规划路径转换为混联加工机器人电机转动的角度和速度，带动主轴末端的刀具转动，在工件上进行切削加工，同时在加工过程中数控系统模块动态监控混联加工机器人参数，包括电机电流和电压、编码器的转动速度和角度、主轴转速进给，当出现异常时，混联加工机器人立即停止加工。