一种机器人铣削加工大型复杂零件的规划方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种机器人铣削加工大型复杂零件的规划方法及系统，其方法包括：提取铣削零件的三维模型及铣削零件的机器人运动学模型；基于铣削零件的机器人运动学模型建立机器人铣削加工多源误差预测模型；根据曲面的多种几何特征对铣削零件的三维模型进行加工区域分割；对加工区域进行加工轨迹规划生成机器人铣削加工轨迹；根据机器人铣削加工多源误差预测模型建立以加工误差最小为目标建立优化模型对机器人构型进行优化；根据机器人铣削加工轨迹和优化后的机器人构型输出机器人运动代码。本发明专利技术通过针对大型复杂零件铣削加工，自动进行加工区域划分，并规划机器人铣削加工轨迹及加工构型，从而提高机器人铣削加工的精度。度。度。

A planning method and system for robot milling large and complex parts

The invention discloses a planning method and system for robot milling large and complex parts. The method includes: extracting the three-dimensional model of the milling part and the robot kinematics model of the milling part; Based on the robot kinematics model of milling parts, the multi-source error prediction model of robot milling is established; According to various geometric features of the surface, the machining region of the 3D model of the milling part is segmented; Planning the machining path of the machining area to generate the robot milling machining path; According to the multi-source error prediction model of robot milling, an optimization model is established to optimize the robot configuration with the goal of minimizing the machining error; The robot motion code is output according to the robot milling path and the optimized robot configuration. The invention can automatically divide the processing area for the milling of large and complex parts, and plan the robot milling path and processing configuration, so as to improve the accuracy of robot milling. Degrees. Degrees< br/>

【技术实现步骤摘要】
一种机器人铣削加工大型复杂零件的规划方法及系统


[0001]本专利技术涉及机器人
，尤其涉及一种机器人铣削加工大型复杂零件的规划方法及系统。

技术介绍

[0002]大型复杂零件广泛存在于航空航天、船舶、新能源等高端装备的核心零件中，如水轮机叶轮、大型风电装备叶片、储油罐壳体等，其制造水平是衡量国家工业发展水平和综合国力的重要标志。复杂零件往往具有尺寸大、加工空间窄、内腔复杂等特点，几何特征复杂，加工难度很高。此类构件一般在高温、高压或高速等极端恶劣环境下运行，整体加工性能要求严苛。现在的精加工手段主要为钳工精修或者大型专用机床数控加工。前者存在工作环境恶劣、人才紧缺、产品一致性无法保障等问题；后者存在配置困难、加工柔性低、资源耗费大等问题。
[0003]工业机器人具有灵活性高、工作空间大、配置简单等优点，可实现复杂零件制造中的“深入内部”、“以小博大”、“分区协同”，具有巨大发展潜力。利用其灵活性，可进行传统机床难以实现的复杂内腔加工；利用其工作范围大的特点，结合变位器，给大型复杂的构件加工提供了成本更低，柔性更好的替代方案；相对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人铣削加工大型复杂零件的规划方法，其特征在于，所述方法包括：提取铣削零件的三维模型及铣削零件的机器人运动学模型；基于铣削零件的机器人运动学模型建立机器人铣削加工多源误差预测模型；根据曲面的多种几何特征对铣削零件的三维模型进行加工区域分割；对分割后的加工区域，根据铣削工艺需求，对加工区域进行加工轨迹规划生成机器人铣削加工轨迹；建立机器人加工过程的多重约束条件，根据机器人铣削加工多源误差预测模型建立以加工误差最小为目标建立优化模型对机器人构型进行优化；根据机器人铣削加工轨迹和优化后的机器人构型输出机器人运动代码。2.如权利要求1所述的机器人铣削加工大型复杂零件的规划方法，其特征在于，所述基于铣削零件的机器人运动学模型建立机器人铣削加工多源误差预测模型包括：在误差建模层中，根据机器人与零件的运动链模型，建立机器人及零件的运动学模型；通过计算机器人铣削系统的受力变形误差及定位误差，建立机器人铣削加工多源误差预测模型。3.如权利要求2所述的机器人铣削加工大型复杂零件的规划方法，其特征在于，所述通过计算机器人铣削系统的受力变形误差及定位误差，建立机器人铣削加工多源误差预测模型包括：通过定位误差模型和受力变形误差模型，使用标准差误差合成方法，获得机器人铣削加工多源误差预测模型。4.如权利要求3所述的机器人铣削加工大型复杂零件的规划方法，其特征在于，所述方法还包括：在定位误差建模中，基于多体运动学和旋量理论，对机器人末端定位误差与关节、连杆的误差进行建模；建立关节运动学参数与矩阵指数的映射关系，并用运动旋量表示相邻关节位姿，从而建立机器人PoE运动学模型。5.如权利要求4所述的机器人铣削加工大型复杂零件的规划方法，其特征在于，所述方法还包括：在PoE运动学模型表示下，利用外部设备测量机器人末端执行器在基坐标系下的实际位姿，与理论位姿进行对比，获得机器人位姿...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖昭洋，周雪峰，徐智浩，吴鸿敏，胡睿晗，唐观荣，
申请(专利权)人：广东省科学院智能制造研究所，
类型：发明
国别省市：