[发明专利]一种大场景下的双移动机械臂协同加工高精度控制方法

权利要求书

1.一种大场景下的双移动机械臂协同加工高精度控制方法，其特征在于，包括：

S1，建立大场景下的双移动机械臂协同控制系统硬件组态，利用双目视觉测量设备构建测量场并建立两侧加工区域对应的目标加工特征坐标系、末端执行器坐标系及移动机械臂基坐标系，求解得各坐标系之间的转换矩阵；

双移动机械臂协同控制系统包括双目视觉测量设备、移动机械臂系统和协同控制器；

在待加工表面粘贴靶标球，利用激光跟踪仪建立两个工件坐标系，即目标加工特征坐标系；

S2，建立移动机械臂末端执行器笛卡尔空间位姿至工件坐标系的平移及旋转误差模型，通过平移矩阵及旋转矩阵定义实时的位姿误差；

S3，建立单侧移动机械臂位姿误差的运动学控制模型，定义考虑扰动的基于一阶及二阶位姿偏差的误差运动学模型及控制系统状态微分方程组；

S4，基于误差运动学模型定义双移动机械臂系统任务的同步函数，将同步函数在目标位姿处泰勒级数展开剔除高阶项后，求解得一致性误差的对角控制增益矩阵，基于一致性误差进而求得交叉耦合误差；

S5，基于滑模控制理论设计滑模面，确定Lyapunov函数并对平衡点处的渐近稳定条件进行整理，求得双移动机械臂系统的控制量并对其稳定性进行判定，并将笛卡尔空间下的系统输入量转化为关节空间输入量，进而对双移动机械臂系统进行协同控制。

2.根据权利要求1所述的一种大场景下的双移动机械臂协同加工高精度控制方法，其特征在于，步骤S1具体包括以下步骤：

S11，建立大场景下的双移动机械臂协同控制系统硬件组态：

搭建包括双目视觉测量设备、移动机械臂系统和协同控制器的双移动机械臂协同控制系统，由闭环反馈获得的两台移动机械臂的位姿误差后，通过协同控制器计算，得出下一时刻的期望位姿并发送给移动机械臂系统逆解成所需关节角度，根据计算得出的关节值控制电机到达相应位置，外部控制系统通过RSI交互接口与移动机械臂系统连接，从外部对移动机械臂进行控制；

外部控制系统通过RSI交互接口与移动机械臂系统连接，由外部对移动机械臂进行控制；

S12，利用双目视觉测量设备构建测量场并建立两侧加工区域对应的目标加工特征坐标系、末端执行器坐标系及移动机械臂基坐标系，求解得各坐标系之间的转换矩阵：

在复杂结构外表面的待加工特征、移动机械臂系统基座四周及末端执行器粘贴靶标点群并通过双目测量设备建立移动机械臂的基坐标{S^MR-i}及末端执行器坐标系{S^F-i}，其中i＝1～2表示双移动机械臂系统中的第i个；

在待加工表面粘贴靶标球，利用激光跟踪仪建立两个工件坐标系，即目标加工特征坐标系{S^TL-i}，并确保两工件坐标系间的相对定位关系与设计距离相符；

通过标定块方式进行转站，分别求得标定块坐标系{S^B}与激光跟踪仪全局坐标系{S^W}之间的转换矩阵双目测量坐标系{S^c-i}与标定块坐标系{S^B}之间的转换矩阵通过以上的转换矩阵最终求得双目测量坐标系{S^c-i}与激光跟踪仪全局坐标系{S^W}的转换矩阵即

通过激光跟踪仪测量得到全局坐标系{S^W}与目标加工特征坐标系{S^TL-i}之间的转换矩阵最终确定双目测量坐标系{S^c-i}与目标加工特征坐标系{S^TL-i}之间的转换矩阵即

S13，如果两待加工表面距离较近，单一双目测量设备的视场范围可以同时覆盖两台移动机械臂系统的基坐标系、末端执行器坐标系及两个工件坐标系，在待加工表面粘贴靶点群，利用双目测量设备建立两个工件坐标系{S^Tc-i}，并确保两工件坐标系间的相对定位关系与设计距离相符。