[發明專利]一種基于輪廓誤差的工件最優安裝位置的獲取方法

有效

• 申請號: 201911355904.5
• 申請日: 2019-12-25
• 公開（公告）號: CN110989490B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 楊吉祥;葉蔥蔥;丁漢;林俊哲
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G05B19/19
• 分類號: G05B19/19;G05B19/408;G05B19/4099
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智;孔娜

1.一種基于輪廓誤差的工件最優安裝位置的獲取方法，其特征在于，該方法包括下列步驟：

(a)在機器人銑削加工過程中，對于待加工工件，規劃該待加工工件的加工軌跡、進給速度和主軸轉速，計算在機器人的基坐標系中所述加工軌跡上每個刀位點對應的切削力

(b)計算機器人末端相對于機器人基坐標系的坐標變換矩陣⁰T₆，根據該獲得的變換矩陣⁰T₆計算機器人末端的順從矩陣C，根據步驟(a)中獲得的所述每個刀位點對應的切削力和機器人末端的順從矩陣C計算機器人剛度變形引起的刀尖點偏差δ_n，利用該刀尖點偏差δ_n計算每個刀位點處的輪廓誤差ε_n，以此計算獲得每個刀位點處的輪廓誤差ε_n以及所有刀位點輪廓誤差的平均值μ，該所有刀位點輪廓誤差的平均值即平均輪廓誤差；

(c)建立使得所述平均輪廓誤差最小的優化模型，根據該優化模型計算獲得工件的最優安裝位置，以此實現工件最優安裝位置的獲取。

2.如權利要求1所述的一種基于輪廓誤差的工件最優安裝位置的獲取方法，其特征在于，在步驟(a)中，所述計算在機器人的基坐標系中所述加工軌跡上每個刀位點對應的切削力按照下列步驟進行：

(a1)根據待加工工件的加工軌跡、進給速度和主軸轉速仿真計算所述加工軌跡上每個刀位點對應的刀軸矢量和切削力其中，n＝1,2,…,N，N是總的刀位點的數量，n是當前刀位點的序號；

(a2)標定工裝臺以此獲得工裝臺相對于機器人基坐標系的旋轉矩陣⁰R_wb，利用該旋轉矩陣⁰R_wb將步驟(a1)中獲得切削力進行坐標轉換，以此獲得在機器人的基坐標系下每個刀位點對應的切削力

3.如權利要求1或2所述的一種基于輪廓誤差的工件最優安裝位置的獲取方法，其特征在于，在步驟(b)中，所述計算機器人末端相對于機器人基坐標系的坐標變換矩陣⁰T₆，按照下列步驟進行：

(b1)標定工裝臺相對于機器人基坐標系的變換矩陣⁰T_wb，工件相對于工裝臺坐標系的變換矩陣^wbT_wp，銑刀刀尖點相對于工件坐標系的變換矩陣^wpT_tool,n，銑刀刀尖點相對于機器人末端的坐標變換矩陣⁶T_tool；

(b2)構建機器人末端相對于機器人基坐標系的坐標變換矩陣⁰T₆的關系式，計算獲得所需的坐標變換矩陣⁰T₆，

⁰T₆＝⁰T_wb·^wbT_wp·^wpT_tool,n·(⁶T_tool)^-1。

4.如權利要求3所述的一種基于輪廓誤差的工件最優安裝位置的獲取方法，其特征在于，在步驟(b1)中，所述工裝臺相對于機器人基坐標系的變換矩陣⁰T_wb和銑刀刀尖點相對于機器人末端的坐標變換矩陣⁶T_tool采用機器人的四點法進行標定。