[发明专利]一种可移动式自动寻址的钻铣机器人系统

说明书

一种可移动式自动寻址的钻铣机器人系统，包括可移动钻铣机器人本体子系统、集成控制子系统、导航与定位子系统，其中可移动钻铣机器人本体子系统又包括全向智能移动平台模块、机械手模块和钻铣末端执行器模块。导航与定位子系统又包括全向智能移动平台导航与定位模块、机械手定位精度提升模块、末端执行器高精度定位模块。集成控制子系统又包括中央控制模块、全向智能移动平台控制模块、机械手控制模块、末端执行器控制模块和能源管理控制模块。本发明系统能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整布局，适用于多品种、中小批量生产，解决超大结构的加工技术瓶颈。

技术领域

本发明属于机械控制领域，涉及一种可用于工业制造的机器人系统。

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。

基于此，机器人制造技术得到了快速发展。现有的机器人制造系统，例如《一种工业机器人作业方法》CN201310680291.9只说明了通用工业机器人的作业流程，与移动机器人相比，由于运动行程上不同，作业流程也不同，且没有明确制造系统的组成。又例如《一种工业型柔性制造生产线系统》CN201310152243.2，其所述的各类加工单元仍然由传统的数控机床组成，机器人只负责进行上下料搬运或者分拣，并不作为加工设备，且对系统的工作流程未作描述。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种以全向智能移动平台、工业机械手、高精度钻铣末端执行器、集成控制系统为核心的可移动式自动寻址的钻铣机器人系统，能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整布局，适用于多品种、中小批量生产，解决超大结构的加工技术瓶颈。

本发明的技术解决方案是：一种可移动式自动寻址的钻铣机器人系统，包括可移动钻铣机器人本体子系统、集成控制子系统、导航与定位子系统，其中：

可移动钻铣机器人本体子系统又包括全向智能移动平台模块、机械手模块和钻铣末端执行器模块，全向智能移动平台模块上固定机械手模块，机械手模块的末端与钻铣末端执行器模块相连接；全向智能移动平台模块实现可移动式自动寻址的钻铣机器人在工作场地内超过机械手模块运动行程外的移动，机械手模块由不同的旋转轴组成，各旋转轴通过不同的转动角度和速度带动钻铣末端执行器模块进行运动，钻铣末端执行器模块完成钻孔、铣削作业；

导航与定位子系统又包括全向智能移动平台导航与定位模块、末端执行器高精度定位模块、机械手定位精度提升模块，全向智能移动平台导航与定位模块采用视觉导航定位方式，得到全向智能移动平台模块的笛卡尔坐标系X、Y值，偏航角θ值并送至集成控制子系统；机械手定位精度提升模块使用激光跟踪仪对机械手模块各旋转轴的转角进行定位检测并送至集成控制子系统；末端执行器高精度定位模块采用激光跟踪仪实时跟踪钻铣末端执行器模块，获取钻铣末端执行器模块的位置信息并送至集成控制子系统；