[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

说明书

本发明公开了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，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和分类；根据特征提取与分类的结果，进行加工任务分配；根据分配的加工任务，分别开展机器人A/B的独立作业任务规划；根据分配的加工任务，开展机器人A/B的协同作业任务规划；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，并发送至传输至机器人A/B和可移动平台。本发明能够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，可扩展应用于航天、航空、轨道交通、海洋工程等多个领域，解决超大尺寸弱刚性构件的加工技术瓶颈。

技术领域

本发明属于机械制造技术领域，尤其涉及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。

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，存在一部分尺寸大、结构复杂、刚度不足的待加工构件。此类构件的尺寸已逐步超出现有机床的加工行程，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。同时，针对弱刚性构件，现有的加工模式通常为：机床镜像加工、柔性支撑工装辅助加工或是单机器人辅助机床支撑的方式。但是，此类加工模式存在需要开发专用的设备及工装的问题，且仅仅能够在待加工面的法向或者加工曲面延展面上进行支撑，能够适应的加工对象较为单一且结构较为简单。

专利《弱刚性工件柔性夹角装置》CN103481094A针对航空工业中薄壁多框体结构件加工过程中易产生振动和变形等问题，提供了一种弱刚性构件柔性夹具装置，但该装置采用导轨丝杠结构并需要安装至固定工位，本质上属于柔性支撑工装辅助支撑，系统柔性不足。专利《一种大型薄壁构件镜像加工支撑侧的方法》CN106964823A描述了以工业机器人为执行机构，采用阻抗控制的柔性支撑方法，本质上属于机器人辅助机床支撑方式，且该方法仅仅介绍了机器人的支撑策略，且加工对象简单。因此，从目前的研究现状来看，针对大尺寸弱刚性复杂构件的加工方式方法研究较少。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供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，能够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，可扩展应用于航天、航空、轨道交通、海洋工程等多个领域，解决超大尺寸弱刚性构件的加工技术瓶颈。

为了解决上述技术问题，本发明公开了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，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；

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；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；

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；

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。

在上述基于移动式双机器人的弱刚性构件加工工艺规划方法中，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。