一种面向大型卫星结构的机器人数控加工方法和设备技术

本申请涉及机器人数控加工和卫星结构加工领域，具体公开了一种机器人数控加工方法，包括：根据第一位置和第二位置，建立第一局部坐标系，第一局部坐标系的原点位于第一位置，第一位置和第二位置的连线与第一局部坐标系的第一坐标轴对齐；根据第一位置误差和第一位置在系统坐标系下对应的第一系统坐标，控制机械手移动至第一位置并在第一位置加工；根据第一姿态误差以及系统坐标系和第一局部坐标系的第一姿态偏转量，控制机械手在第一位置偏转姿态；根据第二位置在第一局部坐标系下的第二局部坐标，控制机械手移动至第二位置并在第二位置加工。由此实现高精度加工，能够更好的实现航空航天、轨道交通、能源等领域大型构件的高效、高精度加工。高精度加工。高精度加工。

【技术实现步骤摘要】
一种面向大型卫星结构的机器人数控加工方法和设备


[0001]本申请涉及机器人数控加工和卫星结构加工的
，特别是一种面向 大型卫星结构的机器人数控加工方法和设备。

技术介绍

[0002]随着航空航天技术的不断发展，各类卫星数量大、难度高，研制周期不断 缩短，制造压力越来越大。目前，卫星整体组合加工多依赖大型数控机床，存 在生产资源紧张、排产压力大、跨厂房转运等问题，以机器人为核心的原位制 造模型为大型卫星结构的加工提供了新的思路。然而，传统的工业机器人定位 精度一般只有
±
1mm至
±
3mm，难以满足卫星结构的制造公差要求。因此， 急需一种面向大型卫星结构的机器人加工精度优化方法。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种面向大型卫星结构的机器人数控加工方法和设备，目的是 针对大型卫星结构提高工业机器人的加工精度，从而基于现有工业机器人，依 据产品工艺特点，实现高精度加工，能够更好的实现航空航天、轨道交通、能 源等领域大型构件的高效、高精度加工。
[0004]第一方面，提供了一种机器人数控加工方法，包括：
[0005]根据待加工的第一位置和第二位置，建立第一局部坐标系，所述第一局部 坐标系的原点位于所述第一位置，所述第一位置和所述第二位置的连线与所述 第一局部坐标系的第一坐标轴对齐；
[0006]根据第一位置误差和所述第一位置在系统坐标系下对应的第一系统坐标， 控制机械手移动至所述第一位置并在所述第一位置加工；
[0007]根据第一姿态误差以及所述系统坐标系和所述第一局部坐标系的第一姿态 偏转量，控制所述机械手在所述第一位置偏转姿态；
[0008]根据所述第二位置在所述第一局部坐标系下的第二局部坐标，控制所述机 械手移动至所述第二位置并在所述第二位置加工。
[0009]与现有技术相比，本申请提供的方案至少包括以下有益技术效果：
[0010]1)方法能够基于现有商用工业机器人，无需多余传感器集成，系统复杂性 和成本较低。
[0011]2)精度优化方法结合典型卫星结构特征，包含精度补偿、精度验证、加工 方案3个方面充分验证了机器人加工过程的轨迹准确性，加工精度大幅提升。
[0012]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，在所述控制机械手移动至 所述第一位置之前，所述方法还包括：
[0013]根据所述第一系统坐标，控制所述机械手移动；
[0014]检测所述机械手在所述第一系统坐标下的停留位置与所述第一位置之间的 第一偏移方向和第一偏移量，所述第一偏移方向和所述第一偏移量用于指示所 述第一位置误
差。
[0015]在执行加工之前实时获取位置误差，有利于提高加工精度。
[0016]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，在所述控制所述机械手在 所述第一位置偏转姿态之前，所述方法还包括：
[0017]根据所述第一姿态偏转量，控制所述机械手在所述第一位置偏转姿态；
[0018]根据第一姿态标定位置的第一标定坐标，控制所述机械手移动；
[0019]检测所述机械手在所述第一标定坐标下的停留位置与所述第一姿态标定位 置之间的第二偏移方向和第二偏移量，所述第二偏移方向和第二偏移量用于指 示所述第一姿态误差。
[0020]在执行加工之前实时获取姿态误差，有利于提高加工精度。
[0021]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第一姿态标定位置和 所述第一位置的连线与所述第一坐标轴对齐。
[0022]相邻位置之间的连线与坐标轴对齐，有利于简化数控指令，还有利于简化 姿态偏转误差计算量。
[0023]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述控制所述机械手移动 至所述第二位置，包括：
[0024]根据第二位置误差和所述第二局部坐标，控制所述机械手移动至所述第二 位置。
[0025]在多个加工位置执行位置补偿，有利于提高整体加工精度。
[0026]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，在所述控制所述机械手移 动至所述第二位置之前，所述方法还包括：
[0027]根据所述第二局部坐标，控制所述机械手由所述第一位置朝向所述第二位 置移动；
[0028]检测所述机械手在所述第二局部坐标下的停留位置与所述第二位置之间的 第三偏移方向和第三偏移量，所述第三偏移方向和所述第三偏移量用于指示所 述第二位置误差。
[0029]在执行加工之前实时获取位置误差，有利于提高加工精度。
[0030]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述方法还包括：
[0031]根据待加工的第三位置在所述第一局部坐标系的第三局部坐标，控制所述 机械手由上述第二位置移动至所述第三位置，并在所述第三位置加工，其中， 所述第一位置和所述第三位置的连线，或者，所述第二位置和所述第三位置的 连线，与所述第一局部坐标系的第二坐标轴对齐，所述第二坐标轴垂直于所述 第一坐标轴。
[0032]沿用前一加工位置所建立的坐标系，有利于使多个加工位置在相同的位置 误差和姿态误差内校核，有利于减少误差检测等工作。
[0033]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述方法还包括：
[0034]根据所述第二位置和待加工的第四位置，建立第二局部坐标系，所述第二 局部坐标系的原点位于所述第二位置，所述第二位置和所述第四位置的连线与 所述第二局部坐标系的第三坐标轴对齐；
[0035]根据第二姿态误差以及第二姿态偏转量，控制所述机械手在所述第二位置 偏转姿态，所述第二姿态偏转量为所述系统坐标系和所述第二局部坐标系的姿 态偏转量，或
者，所述第二姿态偏转量为所述第一局部坐标系和所述第二局部 坐标系的姿态偏转量；
[0036]根据所述第四位置在所述第二局部坐标系下的第四局部坐标，控制所述机 械手移动至所述第四位置并在所述第四位置加工。
[0037]在每个加工位置建立局部坐标系，有利于单独监控加工精度，简化数控指 令，还有利于简化姿态偏转误差计算量。
[0038]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第二姿态偏转量与所 述第一姿态偏转量相同。
[0039]沿用已测的姿态偏转误差，有利于简化误差测量工作。
[0040]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，在所述控制所述机械手在 所述第二位置偏转姿态之前，所述方法还包括：
[0041]根据所述第二姿态偏转量，在所述第二位置，控制所述机械手由所述第一 局部坐标系对应的姿态朝向与所述第二局部坐标系对应的姿态偏转；
[0042]根据第二姿态标定位置的第二标定坐标，控制所述机械手移动；
[0043]检测所述机械手在所述第二标定坐标下的停留位置与所述第二姿态标定位 置之间的第四偏移方向和第四偏移量，所述第四偏移方向和第四偏移量用于指 示所述第二姿态误差。
[0044]在执行加工之前在多个加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人数控加工方法，其特征在于，包括：根据待加工的第一位置和第二位置，建立第一局部坐标系，所述第一局部坐标系的原点位于所述第一位置，所述第一位置和所述第二位置的连线与所述第一局部坐标系的第一坐标轴对齐；根据第一位置误差和所述第一位置在系统坐标系下对应的第一系统坐标，控制机械手移动至所述第一位置并在所述第一位置加工；根据第一姿态误差以及所述系统坐标系和所述第一局部坐标系的第一姿态偏转量，控制所述机械手在所述第一位置偏转姿态；根据所述第二位置在所述第一局部坐标系下的第二局部坐标，控制所述机械手移动至所述第二位置并在所述第二位置加工。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述控制机械手移动至所述第一位置之前，所述方法还包括：根据所述第一系统坐标，控制所述机械手移动；检测所述机械手在所述第一系统坐标下的停留位置与所述第一位置之间的第一偏移方向和第一偏移量，所述第一偏移方向和所述第一偏移量用于指示所述第一位置误差。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述控制所述机械手在所述第一位置偏转姿态之前，所述方法还包括：根据所述第一姿态偏转量，控制所述机械手在所述第一位置偏转姿态；根据第一姿态标定位置的第一标定坐标，控制所述机械手移动；检测所述机械手在所述第一标定坐标下的停留位置与所述第一姿态标定位置之间的第二偏移方向和第二偏移量，所述第二偏移方向和第二偏移量用于指示所述第一姿态误差。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一姿态标定位置和所述第一位置的连线与所述第一坐标轴对齐。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述机械手移动至所述第二位置，包括：根据第二位置误差和所述第二局部坐标，控制所述机械手移动至所述第二位置。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述控制所述机械手移动至所述第二位置之前，所述方法还包括：根据所述第二局部坐标，控制所述机械手由所述第一位置朝向所述第二位置移动；检测所述机械手在所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨继之，曾婷，赵长喜，周莹皓，文科，刘净瑜，王云鹏，易茂斌，陈涛，魏玉波，王丹玉，
申请(专利权)人：北京卫星制造厂有限公司，
类型：发明
国别省市：