[发明专利]用于弱刚性支架钻铣的移动式双机器人加工系统和方法

说明书

本发明公开了一种用于弱刚性支架钻铣的移动式双机器人加工系统和方法，该系统包括：全向移动平台，用于在控制系统的控制下，带动抓取机器人和钻铣机器人运动至待加工支架所在位置；抓取机器人，用于在运动至待加工支架所在位置后，在控制系统的控制下，对待加工支架进行抓取，以及实现抓取过程中的柔顺控制；钻铣机器人，用于在待加工支架被抓取至加工工位时，对待加工支架进行平面铣削和钻孔；控制系统，用于对抓取机器人、钻铣机器人和全向移动平台进行综合控制。本发明可用于大型构件上的弱刚性加工面的钻孔和铣削，可有效提高大型结构上弱刚性加工面的自动化水平和加工效率。

技术领域

本发明属于移动式机器人高精度加工技术领域，尤其涉及一种用于弱刚性支架钻铣的移动式双机器人加工系统和方法。

背景技术

随着我国在重大结构件制造领域的需求增加，其高精度、高柔性的制造特点对加工装备提出了新的挑战。此类构件往往存在大量的弱刚性待加工特征(例如直径大于3m、长度大于10m的大型密封舱结构表面的仪器设备安装支架)，加工过程中弱刚性特征受到切削力的作用会产生局部变形，影响加工精度与质量。为了增强被加工对象的刚度特性，一种方法是搭建组合夹具对被加工对象进行夹持与定位，以增强其刚度，但该方案需针对待加工对象的不同，重新搭建组合夹具，效率较低。另一种是将待加工对象与大型弱刚性构件本体分体离线加工，再通过测量系统反复装调，但该方案会引入多次装调误差，且工艺不稳定、过程复杂、方法柔性差。因此，迫切需要提高大型构件弱刚性待加工特征的加工效率，消除多次装调误差，简化工艺过程，提高加工过程的智能化与柔性化程度。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种用于弱刚性支架钻铣的移动式双机器人加工系统和方法，可用于大型构件上的弱刚性加工面的钻孔和铣削。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种用于弱刚性支架钻铣的移动式双机器人加工系统，包括：抓取机器人、钻铣机器人、全向移动平台和控制系统；其中，抓取机器人和钻铣机器人设置在全向移动平台上；

全向移动平台，用于在控制系统的控制下，带动抓取机器人和钻铣机器人运动至待加工支架所在位置；

抓取机器人，用于在运动至待加工支架所在位置后，在控制系统的控制下，对待加工支架进行抓取，以及实现抓取过程中的柔顺控制；

钻铣机器人，用于在待加工支架被抓取至加工工位时，对待加工支架进行平面铣削和钻孔；

控制系统，用于对抓取机器人、钻铣机器人和全向移动平台进行综合控制。

在上述用于弱刚性支架钻铣的移动式双机器人加工系统中，抓取机器人，包括：抓取机器人本体、六维力传感器、抓取定位相机和抓取末端执行器；

抓取机器人本体的末端设置有法兰盘Ⅰ；

六维力传感器的一端通过所述法兰盘Ⅰ安装在抓取机器人本体的末端，另一端与抓取末端执行器连接；

抓取定位相机通过转接法兰Ⅰ与抓取机器人本体的末端连接。

在上述用于弱刚性支架钻铣的移动式双机器人加工系统中，抓取机器人本体驱动六维力传感器、抓取定位相机和抓取末端执行器运动到待加工支架位置；抓取定位相机拍摄待加工支架周围的局部基准，引导抓取末端执行器对待加工支架进行抓取；六维力传感器对抓取过程进行实现监测，并反馈监测数据；抓取机器人本体根据所述监测数据对抓取末端执行器进行姿态微调整，实现抓取过程的柔顺控制。

在上述用于弱刚性支架钻铣的移动式双机器人加工系统中，钻铣机器人，包括：钻铣末端执行器、钻铣定位相机和钻铣机器人本体；

钻铣机器人本体的末端设置有法兰盘Ⅱ；

钻铣末端执行器通过所述法兰盘Ⅱ安装在钻铣机器人本体的末端；

钻铣定位相机通过转接法兰Ⅱ与钻铣机器人本体的末端连接。