[发明专利]一种基于移动式双机器人的弱刚性构件加工工艺规划方法

权利要求书

1.一种基于移动式双机器人的弱刚性构件加工工艺规划方法，其特征在于，包括：

对待加工的大尺寸弱刚性构件进行待加工特征的有效提取，将提取得到的待加工特征与设计指标进行对应关联后分类存储到数据库中；包括：确定待加工的大尺寸弱刚性构件对应的模型特征拓扑关系；根据确定的模型特征拓扑关系，识别出待加工的大尺寸弱刚性构件对应的待加工特征，并提取得到待加工特征；建立待加工特征与设计指标之间的关联关系；将建立的待加工特征与设计指标之间的关联关系，按照设计指标的精度等级或指标类型分类存储到数据库中；其中，待加工的大尺寸弱刚性构件对应的模型特征拓扑关系为基于有向邻接图表示的模型特征拓扑关系；

根据特征提取与分类的结果，结合移动式双机器人及工作环境，进行加工任务分配；包括：根据特征提取与分类的结果，结合现场作业环境信息、移动式双机器人工作范围和移动式双机器人综合构型，对待加工特征在笛卡尔空间内进行区域划分；基于机器人双机器人公共工作空间几何尺寸，针对区域划分的结果，以每个划分区域内的所有待加工对象的加工坐标系和支撑坐标系分别作为双机器人末端执行器的期望位姿，通过机器人逆运动学，分别求解出满足所有待加工对象可达性的双机器人基座系位置，进一步地，结合双机器人基坐标系的相对位姿关系，确定移动式双机器人的移动平台工作站位；根据求解出的移动式双机器人的移动平台工作站位，进行任务分配，将不同移动平台工作站位所对应的待加工对象分配给移动式双机器人，由此确定每个工作站位移动式双机器人所需加工的支架数量和特征；其中，移动式双机器人，包括：用于执行铣削任务的机器人A，用于执行支撑任务的机器人B，用于承载机器人A和机器人B的可移动平台；

针对双机器人系统，根据分配的加工任务，分别开展机器人A和机器人B的独立作业任务规划；包括：针对机器人A，结合机器人A铣削颤振稳定域理论，绘制机器人A铣削稳定域叶瓣图，进而设定铣削机器人铣削过程的工艺参数；根据机器人A的运动信息，设定机器人A铣削过程的运动路径；基于机器人A的刚度模型和铣削力模型，进行机器人A位姿冗余的刚度优化，最终得到机器人A对应的独立作业任务规划；针对机器人B人，设定夹持工艺参数；根据机器人B的运动信息，设定机器人B运动过程的运动路径，最终得到机器人B对应的独立作业任务规划；

针对双机器人协同作业过程，根据分配的加工任务，开展机器人A和机器人B的协同作业任务规划；包括：在机器人A和机器人B独立作业任务规划的结果基础上，进行工作过程双机器人碰撞干涉检查、主从关系匹配、作业时序协调；根据双机器人碰撞干涉检查、主从关系匹配、作业时序协调的结果，确定机器人A和机器人B的协同作业任务规划；

对独立作业任务规划和协同作业任务规划进行验证，并在独立作业任务规划和协同作业任务规划验证通过后，生成相应的机器人系统和移动平台可执行程序；

将机器人系统和移动平台可执行程序通过集成控制器传输至机器人A、机器人B和可移动平台。

2.根据权利要求1所述的基于移动式双机器人的弱刚性构件加工工艺规划方法，其特征在于，对独立作业任务规划和协同作业任务规划进行验证，包括：

根据独立作业任务规划和协同作业任务规划开展离线的加工过程仿真，得到加工过程仿真结果；

若加工过程仿真结果符合预期加工结果，则确定独立作业任务规划和协同作业任务规划验证通过。

3.根据权利要求1所述的基于移动式双机器人的弱刚性构件加工工艺规划方法，其特征在于，大尺寸弱刚性构件对应的模型特征拓扑关系建立过程如下：

获取B-rep表示的待加工特征的三维数模；

将B-rep表示的待加工特征的三维数模转换为有向邻接图表示的拓扑关系，即得到模型特征拓扑关系；其中，有向邻接图表示为一个三元数组G＝(V，E，P)；V＝(v₁，v₂，...，v_n)，表示节点的集合，对应于三维数模中的每个面；E＝{(v_i，v_j)|1≤i≤n，1≤j≤n，i≠j}，表示节点之间的连线，对应于三维数模中两个相邻面之间的边；P＝(p₁，p₂，p₃，...)，表示节点的属性，对应于三维数模中每个面包含的属性，包括三维数模中面上孔的数量和直径，或者是面的精度指标。