[发明专利]一种基于移动机器人的智能制造系统及方法

说明书

一种基于移动机器人的智能制造系统及方法，属于智能制造技术领域。本发明将三维工艺设计系统、制造执行系统、机器人编程与仿真系统、智能移动装备协同控制系统、机器人控制系统、制造信息融合与分析系统有机集成，支撑了基于移动机器人的大型产品原位制造，提升了大型高精密产品制造效率和质量、降低了生产成本，解决了大型高精密产品加工过程中存在的加工范围受限、工艺过程复杂、质量不稳定、过程控制困难、生产周期长、难以交叉并行等问题。

技术领域

本发明涉及一种基于移动机器人的智能制造系统及方法，属于智能制造技术领域。

背景技术

在大型高精密装备制造领域，其产品结构往往由一个大型主结构产品及多个附属小结构产品组成，对于结构尺寸较小产品，能够采用传统的整体组合加工方法，即使用大型专用数控机床设备对整个主结构及附属结构产品进行整体在线加工，并且尺寸精度较高。但是，上述加工方法受数控机床设备加工行程的局限较大，对于超过机床加工行程的大型产品，则无法进行加工操作。

针对上述情况，目前主要采用离线加工的方式，即先建立整体产品坐标系，在该坐标系下测量附属结构产品待加工面的位置数据，将这些数据录入计算机后模拟出待加工面的位置，并将整体产品坐标系转换到附属结构产品加工坐标系；将附属结构产品拆下进行加工，加工完毕后重新复装并调整位置，直到满足精度要求。

上述方式存在工艺过程复杂、不稳定，生产过程中需要人工反复拆装零件，过程控制困难、易造成质量超差，生产周期长，难以交叉并行等缺点，并且对大型设备和生产场地具有较强的依赖性，随着产品尺寸的增加，需要购置更为大型的数控机床设备，并配备更大的生产场地，在效率、质量、成本等方面存在明显的劣势。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于移动机器人的智能制造系统及方法，该系统及方法的目的是为了解决大型高精密产品加工过程中存在的加工范围受限、工艺过程复杂、质量不稳定、过程控制困难、生产周期长、难以交叉并行等问题，采用基于移动机器人的智能制造系统及方法，将三维工艺设计系统、制造执行系统、机器人编程与仿真系统、智能移动装备协同控制系统、机器人控制系统、制造信息融合与分析系统有机集成，支撑基于移动机器人的大型产品原位制造，可有效解决上述问题，提升大型高精密产品制造效率和质量、降低生产成本。

本发明的技术解决方案是：

第一方面，一种基于移动机器人的智能制造系统，包括工艺设计系统、制造执行系统、机器人编程与仿真系统、智能移动装备协同控制系统、机器人控制系统；

工艺设计系统接收外部输入的待加工产品设计模型，根据所述待加工产品设计模型进行待加工产品的结构化工艺设计，将结构化的工艺信息发送给制造执行系统和机器人编程与仿真系统；

制造执行系统接收工艺信息，根据所述工艺信息进行移动机器人的生产组织，生成生产计划信息，并将生产计划信息发送给智能移动装备协同控制系统；所述生产计划信息为待加工产品的生产流程顺序；

机器人编程与仿真系统接收所述工艺信息和外部输入的待加工产品设计模型，对移动机器人的移动路径和加工过程进行规划和仿真，并将规划和仿真出的位置信息发送给智能移动装备协同控制系统，将规划和仿真出的移动机器人数控程序发送给机器人控制系统；所述移动机器人数控程序为控制移动机器人进行作业的程序；

智能移动装备协同控制系统接收所述生产计划信息和位置信息，生成移动机器人移动路径信息，并将所述移动路径信息发送给机器人控制系统；

机器人控制系统接收所述移动机器人数控程序和移动路径信息，根据所述移动机器人数控程序和移动路径信息控制指定移动机器人移动到指定位置并进行指定作业，完成生产任务。