[發明專利]用于弱剛性支架鉆銑的移動式雙機器人加工系統和方法

有效

• 申請號: 201911371011.X
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN110977478B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 張加波;張明;楊繼之;劉海濤;肖聚亮;周瑩皓;王小丹
• 申請（專利權）人: 北京衛星制造廠有限公司
• 主分類號: B23P23/02
• 分類號: B23P23/02;B25J5/00;B25J9/16;B25J11/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 臧春喜

本發明公開了一種用于弱剛性支架鉆銑的移動式雙機器人加工系統和方法，該系統包括：全向移動平臺，用于在控制系統的控制下，帶動抓取機器人和鉆銑機器人運動至待加工支架所在位置；抓取機器人，用于在運動至待加工支架所在位置后，在控制系統的控制下，對待加工支架進行抓取，以及實現抓取過程中的柔順控制；鉆銑機器人，用于在待加工支架被抓取至加工工位時，對待加工支架進行平面銑削和鉆孔；控制系統，用于對抓取機器人、鉆銑機器人和全向移動平臺進行綜合控制。本發明可用于大型構件上的弱剛性加工面的鉆孔和銑削，可有效提高大型結構上弱剛性加工面的自動化水平和加工效率。

技術領域

本發明屬于移動式機器人高精度加工技術領域，尤其涉及一種用于弱剛性支架鉆銑的移動式雙機器人加工系統和方法。

背景技術

隨著我國在重大結構件制造領域的需求增加，其高精度、高柔性的制造特點對加工裝備提出了新的挑戰。此類構件往往存在大量的弱剛性待加工特征(例如直徑大于3m、長度大于10m的大型密封艙結構表面的儀器設備安裝支架)，加工過程中弱剛性特征受到切削力的作用會產生局部變形，影響加工精度與質量。為了增強被加工對象的剛度特性，一種方法是搭建組合夾具對被加工對象進行夾持與定位，以增強其剛度，但該方案需針對待加工對象的不同，重新搭建組合夾具，效率較低。另一種是將待加工對象與大型弱剛性構件本體分體離線加工，再通過測量系統反復裝調，但該方案會引入多次裝調誤差，且工藝不穩定、過程復雜、方法柔性差。因此，迫切需要提高大型構件弱剛性待加工特征的加工效率，消除多次裝調誤差，簡化工藝過程，提高加工過程的智能化與柔性化程度。

發明內容

本發明的技術解決問題：克服現有技術的不足，提供一種用于弱剛性支架鉆銑的移動式雙機器人加工系統和方法，可用于大型構件上的弱剛性加工面的鉆孔和銑削。

為了解決上述技術問題，本發明公開了一種用于弱剛性支架鉆銑的移動式雙機器人加工系統，包括：抓取機器人、鉆銑機器人、全向移動平臺和控制系統；其中，抓取機器人和鉆銑機器人設置在全向移動平臺上；

全向移動平臺，用于在控制系統的控制下，帶動抓取機器人和鉆銑機器人運動至待加工支架所在位置；

抓取機器人，用于在運動至待加工支架所在位置后，在控制系統的控制下，對待加工支架進行抓取，以及實現抓取過程中的柔順控制；

鉆銑機器人，用于在待加工支架被抓取至加工工位時，對待加工支架進行平面銑削和鉆孔；

控制系統，用于對抓取機器人、鉆銑機器人和全向移動平臺進行綜合控制。

在上述用于弱剛性支架鉆銑的移動式雙機器人加工系統中，抓取機器人，包括：抓取機器人本體、六維力傳感器、抓取定位相機和抓取末端執行器；

抓取機器人本體的末端設置有法蘭盤Ⅰ；

六維力傳感器的一端通過所述法蘭盤Ⅰ安裝在抓取機器人本體的末端，另一端與抓取末端執行器連接；

抓取定位相機通過轉接法蘭Ⅰ與抓取機器人本體的末端連接。

在上述用于弱剛性支架鉆銑的移動式雙機器人加工系統中，抓取機器人本體驅動六維力傳感器、抓取定位相機和抓取末端執行器運動到待加工支架位置；抓取定位相機拍攝待加工支架周圍的局部基準，引導抓取末端執行器對待加工支架進行抓取；六維力傳感器對抓取過程進行實現監測，并反饋監測數據；抓取機器人本體根據所述監測數據對抓取末端執行器進行姿態微調整，實現抓取過程的柔順控制。

在上述用于弱剛性支架鉆銑的移動式雙機器人加工系統中，鉆銑機器人，包括：鉆銑末端執行器、鉆銑定位相機和鉆銑機器人本體；

鉆銑機器人本體的末端設置有法蘭盤Ⅱ；

鉆銑末端執行器通過所述法蘭盤Ⅱ安裝在鉆銑機器人本體的末端；

鉆銑定位相機通過轉接法蘭Ⅱ與鉆銑機器人本體的末端連接。