[发明专利]六轴工业机器人铣削加工离线编程方法及系统

说明书

本发明提供了一种六轴工业机器人铣削加工离线编程方法，包括：读取步骤：读取离散刀位文件；建模步骤：根据离散刀位文件建立一维机器人位姿优化模型；求解步骤：使用离散搜索算法求解建立的一维机器人位姿优化模型；输出步骤：输出对应机器人系统的可执行文件。本发明成功优化出对应的机器人位姿，据此可转化为对应的机器人可执行文件，如Motoman机器人的JOB文件。使用该机器人路径开展铣削加工，可使得工业机器人具有较高的整体刚度性能，从而提高加工精度。

技术领域

本发明涉及工控技术领域，具体地，涉及一种六轴工业机器人铣削加工离线编程方法及系统。

背景技术

相对于多轴数控机床，机器人具有成本低、柔性好和工作空间大等优势，为大型复杂零件的制造提供了新的思路。将工业机器人的应用范围从简单的重复性任务扩展到高精度的铣削加工领域，对制造行业具有重要意义。

缺乏标准的后处理软件是开展高精度机器人加工的一个主要障碍。在铣削应用中，机器人的运动路径通常从商业CAM软件的五轴铣削模块生成的刀位文件转化而来。但是，一个标准的工业机器人有六个自由度，典型的铣削任务只需要五个自由度(其中的三个用于定位刀尖点的位置，两个用于确定刀轴的方向)，使用六轴工业机器人开展五轴铣削任务将造成一个冗余的自由度，因而有必要对该冗余自由度进行优化以确定唯一的机器人路径。

对现有的技术进行检索发现，很多研究机构和学者从机器人的灵巧性、关节极限和传动比等因素出发，提出了一系列的铣削机器人位姿优化的指标和算法。这些指标和算法均聚焦于提升机器人的运动学或动力学性能，而忽略了由于机器人弱刚性造成的被加工工件质量差这一问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种六轴工业机器人铣削加工离线编程方法及系统。

根据本发明提供的一种六轴工业机器人铣削加工离线编程方法，包括：

读取步骤：读取离散刀位文件；

建模步骤：根据离散刀位文件建立一维机器人位姿优化模型；

求解步骤：使用离散搜索算法求解建立的一维机器人位姿优化模型；

输出步骤：输出对应机器人系统的可执行文件。

较佳的，所述离散刀位文件包含刀尖点位置、刀轴方向以及加工工艺信息。

较佳的，所述一维机器人位姿优化模型的表达式如下：

s.t.θ_i＝f^-1(γ_i)

θ_min≤θ_i≤θ_max

θ_i-1-δωΔt≤θ_i≤θ_i-1+δωΔt

||J(θ_i)||||J^-1(θ_i)||≤η