[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

说明书

基于移动式混联机器人的面向大型构件的加工工艺方法，首先在工件整体坐标系下规划得到机器人的移动路径、加工路径，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，然后控制机器人寻位至加工站位，对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，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，最后按照修正后的全向移动平台基坐标系，执行加工规划路径，并对机器人站位下加工的局部特征进行检测、评价。

技术领域

本发明涉及机械制造领域，特别是基于移动式混联机器人的面向大型构件的加工工艺方法。

背景技术

在航空、航天、轨道交通、武器装备、海洋工程等领域的制造过程中，装备高质量、大尺寸的特点，导致现有的制造设备在行程和功能上无法满足其加工要求，且部分装备的加工、装配过程仍基本依靠人工和少量专用工装完成，劳动强度大、装配效率低，其加工、装配、测试等制造瓶颈问题日益突出，主要表现为：超大结构产品的制造超出现有加工设备的能力范围，如果在现有机床上改造或者研制专用超大型机床，造价昂贵，经济性差；制造过程复杂、工序繁多、任务繁重，周期性要求紧；制造过程柔性、自动化水平需要提升。

机器人化作业装备是我国载人航天、大型商用客机、高速列车等高端制造领域实现大型构件现场加工所亟需的新型工艺装备。因要求现场加工装备同时兼顾系统柔性、加工效率和加工精度，现有的关节型机器人难以满足这一需求。采用由高速、高精度、高动特性混联机器人构成的机器人移动工作站是解决这一问题的重要发展趋势。

移动式混联机器人具备全向移动的移动式系统，不需要预先在厂房内铺设导轨，可实现超大范围内的工位转换。根据工作任务、流程安排，快速改变工艺布局，真正意义上实现产品的智能化柔性制造。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了基于移动式混联机器人的面向大型构件的加工工艺方法，可以使用移动式混联机器人灵活、快速、准确完成大型产品钻铣加工，从而缩短大型产品在不同加工工位之间的轮转，提高效率，降低成本。

本发明的技术解决方案是：基于移动式混联机器人的面向大型构件的加工工艺方法，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；

(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。

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。