基于厚度在线检测的移动式双机器人协同打磨装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于厚度在线检测的移动式双机器人协同打磨装置及方法。为迎合世界智能化发展趋势，提高传统加工的自动化水平，针对传统中大型零件的打磨加工的加工工位多，工序复杂，需重复装卸，加工精度差，效率低等问题，提出了由双机器人、自由移动平台、浮动恒力打磨电主轴、双目视觉、电磁测厚仪、激光跟踪仪和旋转工装等关键设备组成的加工系统，提出了一种结合双机器人协同控制、三维测量、离线编程、工艺数据库、在线检测加工一体化打磨方法。

【技术实现步骤摘要】
基于厚度在线检测的移动式双机器人协同打磨装置及方法
本专利技术涉及自动打磨领域，具体是一种基于厚度在线检测的移动式双机器人协同打磨装置及方法。
技术介绍
随着中国航空航天事业的迅速发展，对航空航天制造技术提出了更高精度、更高效率、更高柔性，以及对小批量多品种和中大型加工零件的加工特点更高适应性的新要求，传统的磨抛模式已经不能满足现有的发展需要。新兴的机器人技术的发展使得机器人可作为一种高质量高效率的平台，配以末端执行器、柔性工装、检测感知等子系统，通过多机器人协同合作，构成各种不同的机器人柔性自动化系统，可以针对不同的加工需求设计加工系统完成不同加工任务。针对中大型加工零件的磨抛任务，传统的加工方法大多是机床与人工相结合的方式，对于开敞性较好的零件可以采用机床加工，对于开敞性较差的部分大多数采用人工打磨，这种传统的加工方法工序多、效率低、重复装卸、加工精度差、人工劳动量大，急需改进。工业机器人的高柔性、高自由度，低成本的特性与传统的加工方法有明显优势，在新兴机器人技术支持下，工业机器人逐渐向高精度领域方向拓展，作业任务向高效精密作业发展，因此为实现航空工业的高效率、低成本的高柔性化制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于厚度在线检测的移动式双机器人协同打磨装置，其特征在于：包括自由移动平台（1）、工业机器人（5）、旋转工装（6）和激光跟踪仪（8），其中靶标球（7）安装在旋转工装（6）上，两个自由移动平台（1）和一个激光跟踪仪（8）分布在旋转工装（6）四周，每个自由移动平台（1）上均通过工业机器人（5）搭载末端执行器；其中一个自由移动平台（1）上搭载的末端执行器为浮动恒力打磨电主轴（4），另一个自由移动平台（1）上搭载有双目视觉（2）和电磁测厚仪（3）。

【技术特征摘要】
1.一种基于厚度在线检测的移动式双机器人协同打磨装置，其特征在于：包括自由移动平台（1）、工业机器人（5）、旋转工装（6）和激光跟踪仪（8），其中靶标球（7）安装在旋转工装（6）上，两个自由移动平台（1）和一个激光跟踪仪（8）分布在旋转工装（6）四周，每个自由移动平台（1）上均通过工业机器人（5）搭载末端执行器；其中一个自由移动平台（1）上搭载的末端执行器为浮动恒力打磨电主轴（4），另一个自由移动平台（1）上搭载有双目视觉（2）和电磁测厚仪（3）。2.根据权利要求1所述的基于厚度在线检测的移动式双机器人协同打磨装置，其特征在于：所述的自由移动平台（1）底部通过支撑脚固定，底部周围安装有视觉识别装置，通过识别定制条状带路标进行定位。3.一种基于厚度在线检测的移动式双机器人协同打磨方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1），系统空间位置标定，利用激光跟踪仪进行手眼标定，计算出视觉测量系统坐标系与机器人坐标系的转换关系；通过与工装上标志点的标定，确定工件坐标系与全局坐标系的转换关系，将其转换到统一坐标系下；步骤2），自由移动小车定位，通过上位机发送机器人打磨加工工位，小车识别地面标识标志，待小车定位稳定后，撑起四个支撑腿保证定位精度；步骤3），工件三维数据采集，利用双目视觉识别带标志点的夹持装置，确定代加工件内外侧测量数据的转换关系，根据标准外表面数据，使用曲面插值的方式求出其等距曲面，确定理论的磨削表面，将内侧表面形貌数据与理论形貌数据进行对比，确定加工余量；步骤4），机器人离线编程，根据工件的内外侧测量形貌数据、加工余量和坐标信息，从刀具磨削工艺数据库系统中确定合适的磨削工艺参数，规划编制双机器人的磨削轨迹程序，并进行模拟仿真避免过切与干涉；步骤5），工艺数据库建立，根据用户需求建立数据库功能结构，通过模拟加工方法获取初步加工工艺结合生产实践资料进行完善，最终通过实际打磨实验实现数据优化；步骤6），双机器人协同控制，在工件的内外侧运行，打磨机器人按规划好的磨削工艺参数、磨削轨迹在内侧进行恒力打磨，检测机器人以滞后状态通过电磁测厚仪在外侧实时检测已加工壁厚，并将数据导入控制系统中，实现检测加工一体化；步骤7），重复打磨与参数调整，通过对已加工壁厚的检测，确定下次磨削的加工余量，调整浮动恒力打磨电主轴打磨力，重新确定工艺参数及规划轨迹，多次加工后直至达到理想壁厚；步骤8），标准检测，对已加工工件进行标准检测，如达标则完成加工；不达标则重复步骤6）和步骤7）直至达标。4.根据权利要求3所述的一种基于厚度在线检测的移动式双机器人协同打磨方法，其特征在于：步骤1）所述的视觉测量系统坐标系与机器人坐标系的转换关系包括工件坐标系、双目坐标系、测量机器人坐标系、打磨机器人坐标系、世界坐标系之间的转换关系。5.根据权利要求3或4所述的一种基于厚度在线检测的移动式双机器人协同打磨方法，其特征在于：步骤1）所述的利用激光跟踪仪进行手眼标定过程，时刻采集电机数据结合激光跟踪仪和靶球定位补偿，从而得到工件的实时空间姿态。6.根据权利要求3或4所述的一种基于厚度在线检测的移动式双机器人协同打磨方法，其特征在于：步骤1）所述的工装上标志点为贴在工装侧面的视觉识别标签，通过双...

【专利技术属性】
技术研发人员：王品章，田威，廖文和，张霖，崔海华，曾致贤，薛其伟，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32