[發(fā)明專利]一種多機(jī)械臂協(xié)同加工大型葉片的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811026240.3
• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN109324566B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳仁杰;陰艷超;徐凱;張立童;陳富釗
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: G05B19/19
• 分類號: G05B19/19
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種多機(jī)械臂協(xié)同加工大型葉片的方法，涉及機(jī)械臂加工領(lǐng)域，具體是首先確定被加工對象，分析其尺寸信息和曲率特點(diǎn)，進(jìn)而將被加工曲面劃分為多個(gè)加工區(qū)域，對劃分好的區(qū)域分別制作其刀路軌跡，生成nc程序。然后搭建多機(jī)械臂加工仿真環(huán)境，導(dǎo)入被加工對象的三維模型、夾具的三維模型以及nc程序，進(jìn)行碰撞檢查，碰撞處理。最后生成多機(jī)械臂協(xié)同加工機(jī)器人程序。可以極大的提高大型葉片的加工效率，減小單個(gè)機(jī)械臂的臂長，提高了其強(qiáng)度和精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)械臂加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多機(jī)械臂協(xié)同加工大型葉片的方法。

背景技術(shù)

大型葉片一直以來都是一種較難加工的工件，其體積龐大，型面復(fù)雜，一般機(jī)床加工起來十分困難，并且加工效率很低。近年來機(jī)械臂加工技術(shù)的逐漸成熟使得復(fù)雜曲面的加工得到很大的提升，但是大型葉片體積過大，單個(gè)機(jī)械臂單工位很難加工整個(gè)葉片，若機(jī)械臂設(shè)置過長則導(dǎo)致其強(qiáng)度不足，進(jìn)而導(dǎo)致加工精度降低。本發(fā)明提出一種多機(jī)械臂協(xié)同加工大型葉片的方法，有效解決了以上所述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種多機(jī)械臂協(xié)同加工大型葉片的方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的大型葉片加工困難和單機(jī)械臂加工效率低的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種多機(jī)械臂協(xié)同加工大型葉片的方法主要包括以下步驟：

Step1分析大型葉片的尺寸信息和被加工曲面的曲率特點(diǎn)；

Step2將被加工曲面劃分為多個(gè)加工區(qū)域和nc程序；

Step3分別制作各加工區(qū)域的刀路軌跡；

Step4針對該加工對象搭建多機(jī)械臂加工仿真環(huán)境；

Step5將大型葉片、夾具的三維模型和各加工區(qū)域的nc程序?qū)攵鄼C(jī)械臂加工仿真環(huán)境；

Step6開始仿真并進(jìn)行碰撞檢查和碰撞處理，依據(jù)碰撞檢查的結(jié)果對加工參數(shù)和加工工藝進(jìn)行調(diào)整；

Step7綜合調(diào)整后的加工參數(shù)和加工工藝生成多機(jī)械臂協(xié)同加工大型葉片程序。

進(jìn)一步的，所述Step1分析大型葉片的尺寸信息即分析大型葉片的最大長度和最大寬度，被加工曲面的曲率特點(diǎn)以曲率云圖表示。所述最大長度和最大寬度的具體測量方法如圖3所示，取與葉輪直接接觸的面S也即最接近平面的一個(gè)端截面，取該截面S的兩端點(diǎn)即S上距離最大的兩個(gè)點(diǎn)A、B，連接AB，定義大型葉片上任意平行于AB的線段為葉片某位置處的葉片寬度，最大的寬度定義為該葉片的最大寬度。葉片上任意一點(diǎn)到AB的距離定義為該位置葉片的長度，距離最遠(yuǎn)的一點(diǎn)到AB的距離定義為該大型葉片的最大長度。

進(jìn)一步的，所述Step2將被加工曲面劃分為多個(gè)加工區(qū)域具體為根據(jù)其曲率云圖劃分，將曲率云圖中顏色單一的連續(xù)區(qū)域劃分為一個(gè)區(qū)域，以顏色變化較快且不規(guī)則的過渡帶中的某曲線為區(qū)域邊界（即過渡帶中的部分可劃為兩側(cè)區(qū)域的任一部分），且區(qū)域邊界可根據(jù)區(qū)域形狀做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，如邊界參差不齊則可將該段邊界適當(dāng)調(diào)整的較為圓滑，以利于加工。

進(jìn)一步的，所述Step3在生成各加工區(qū)域的刀路軌跡和nc程序時(shí)，設(shè)置為五軸曲面加工，其他各參數(shù)依據(jù)加工工藝要求進(jìn)行設(shè)置。

進(jìn)一步的，所述Step4針對該加工對象搭建多機(jī)械臂加工仿真環(huán)境具體如下，首先根據(jù)各加工區(qū)域的分布情況布局各機(jī)械臂的位置，讓機(jī)械臂的基座處于該機(jī)械臂展開后可以完全覆蓋其對應(yīng)加工區(qū)域的位置，并且盡量避免機(jī)械臂與大型葉片發(fā)生干涉，否則如果后面遇到碰撞處理無法解決的碰撞問題時(shí)還需要調(diào)整基座位置。然后根據(jù)大型葉片的尺寸信息和劃分后的各加工區(qū)域的尺寸信息選定合適臂長的機(jī)械臂型號，具體為該機(jī)械臂的臂長應(yīng)滿足展開后能覆蓋所有的該機(jī)械臂對應(yīng)的加工區(qū)域的范圍，在臂長滿足要求的前提下盡量選擇強(qiáng)度較高的機(jī)械臂型號。最后根據(jù)加工工藝要求選定刀具、建立加工坐標(biāo)體系。加工坐標(biāo)體系包括機(jī)械臂基座坐標(biāo)系、刀具坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系。