[發(fā)明專利]一種基于移動機器人的智能制造系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811302384.7
• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN109483234B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐磊;劉金山;劉楊;馮錦丹;王彬
• 申請（專利權(quán)）人: 北京衛(wèi)星制造廠有限公司
• 主分類號: B23P23/00
• 分類號: B23P23/00;B23P23/02;B25J9/16
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

一種基于移動機器人的智能制造系統(tǒng)及方法，屬于智能制造技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明將三維工藝設(shè)計系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)、機器人編程與仿真系統(tǒng)、智能移動裝備協(xié)同控制系統(tǒng)、機器人控制系統(tǒng)、制造信息融合與分析系統(tǒng)有機集成，支撐了基于移動機器人的大型產(chǎn)品原位制造，提升了大型高精密產(chǎn)品制造效率和質(zhì)量、降低了生產(chǎn)成本，解決了大型高精密產(chǎn)品加工過程中存在的加工范圍受限、工藝過程復(fù)雜、質(zhì)量不穩(wěn)定、過程控制困難、生產(chǎn)周期長、難以交叉并行等問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于移動機器人的智能制造系統(tǒng)及方法，屬于智能制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在大型高精密裝備制造領(lǐng)域，其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)往往由一個大型主結(jié)構(gòu)產(chǎn)品及多個附屬小結(jié)構(gòu)產(chǎn)品組成，對于結(jié)構(gòu)尺寸較小產(chǎn)品，能夠采用傳統(tǒng)的整體組合加工方法，即使用大型專用數(shù)控機床設(shè)備對整個主結(jié)構(gòu)及附屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)品進(jìn)行整體在線加工，并且尺寸精度較高。但是，上述加工方法受數(shù)控機床設(shè)備加工行程的局限較大，對于超過機床加工行程的大型產(chǎn)品，則無法進(jìn)行加工操作。

針對上述情況，目前主要采用離線加工的方式，即先建立整體產(chǎn)品坐標(biāo)系，在該坐標(biāo)系下測量附屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)品待加工面的位置數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)錄入計算機后模擬出待加工面的位置，并將整體產(chǎn)品坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到附屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)品加工坐標(biāo)系；將附屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)品拆下進(jìn)行加工，加工完畢后重新復(fù)裝并調(diào)整位置，直到滿足精度要求。

上述方式存在工藝過程復(fù)雜、不穩(wěn)定，生產(chǎn)過程中需要人工反復(fù)拆裝零件，過程控制困難、易造成質(zhì)量超差，生產(chǎn)周期長，難以交叉并行等缺點，并且對大型設(shè)備和生產(chǎn)場地具有較強的依賴性，隨著產(chǎn)品尺寸的增加，需要購置更為大型的數(shù)控機床設(shè)備，并配備更大的生產(chǎn)場地，在效率、質(zhì)量、成本等方面存在明顯的劣勢。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于移動機器人的智能制造系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)及方法的目的是為了解決大型高精密產(chǎn)品加工過程中存在的加工范圍受限、工藝過程復(fù)雜、質(zhì)量不穩(wěn)定、過程控制困難、生產(chǎn)周期長、難以交叉并行等問題，采用基于移動機器人的智能制造系統(tǒng)及方法，將三維工藝設(shè)計系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)、機器人編程與仿真系統(tǒng)、智能移動裝備協(xié)同控制系統(tǒng)、機器人控制系統(tǒng)、制造信息融合與分析系統(tǒng)有機集成，支撐基于移動機器人的大型產(chǎn)品原位制造，可有效解決上述問題，提升大型高精密產(chǎn)品制造效率和質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

第一方面，一種基于移動機器人的智能制造系統(tǒng)，包括工藝設(shè)計系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)、機器人編程與仿真系統(tǒng)、智能移動裝備協(xié)同控制系統(tǒng)、機器人控制系統(tǒng)；

工藝設(shè)計系統(tǒng)接收外部輸入的待加工產(chǎn)品設(shè)計模型，根據(jù)所述待加工產(chǎn)品設(shè)計模型進(jìn)行待加工產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計，將結(jié)構(gòu)化的工藝信息發(fā)送給制造執(zhí)行系統(tǒng)和機器人編程與仿真系統(tǒng)；

制造執(zhí)行系統(tǒng)接收工藝信息，根據(jù)所述工藝信息進(jìn)行移動機器人的生產(chǎn)組織，生成生產(chǎn)計劃信息，并將生產(chǎn)計劃信息發(fā)送給智能移動裝備協(xié)同控制系統(tǒng)；所述生產(chǎn)計劃信息為待加工產(chǎn)品的生產(chǎn)流程順序；

機器人編程與仿真系統(tǒng)接收所述工藝信息和外部輸入的待加工產(chǎn)品設(shè)計模型，對移動機器人的移動路徑和加工過程進(jìn)行規(guī)劃和仿真，并將規(guī)劃和仿真出的位置信息發(fā)送給智能移動裝備協(xié)同控制系統(tǒng)，將規(guī)劃和仿真出的移動機器人數(shù)控程序發(fā)送給機器人控制系統(tǒng)；所述移動機器人數(shù)控程序為控制移動機器人進(jìn)行作業(yè)的程序；

智能移動裝備協(xié)同控制系統(tǒng)接收所述生產(chǎn)計劃信息和位置信息，生成移動機器人移動路徑信息，并將所述移動路徑信息發(fā)送給機器人控制系統(tǒng)；

機器人控制系統(tǒng)接收所述移動機器人數(shù)控程序和移動路徑信息，根據(jù)所述移動機器人數(shù)控程序和移動路徑信息控制指定移動機器人移動到指定位置并進(jìn)行指定作業(yè)，完成生產(chǎn)任務(wù)。