【技术实现步骤摘要】
一种宏微结合机器人加工系统及其加工轨迹规划方法
[0001]本专利技术涉及机器人智能制造
内的宏微结合机器人加工系统及其加工轨迹规划方法。
技术介绍
[0002]在航空航天领域以及将来的定制化智能制造领域中，经常有大型构件和复杂零部件的单件小批量生产或成批生产场景，适用于应用机器人加工。对于大型构件的加工来说，相较于使用占用空间大、运行成本高的大型五轴加工中心，机器人加工灵活易扩展，可实现多机器人协同加工，便于构建测量、加工、质量监测一体化智能系统；而对于需要单件小批量生产的复杂零部件，该类零件往往具有加工余量分布不均匀、表面质量要求高等特点，其中有些零件不能用机床加工，需要高级技工的协助，这一难题同样可以通过构建具有自主学习、先进感知的智能机器人加工系统来予以解决。但是需求较大工作空间的机器人往往定位精度不高，影响加工精度。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的是提供一种宏微结合机器人加工系统及其加工轨迹规划方法，能够实现灵活、大工作空间及较高加工精度的机器人加工，同时依靠线激光传感器测量模块对...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种宏微结合机器人加工系统，其特征在于，包括六自由度机器人、三自由度高精度加工中心、线激光传感器测量模块，六自由度机器人固定在减震台座上，三自由度高精度加工中心通过固定在六自由度机器人末端法兰盘上，三自由度高精度加工中心的下方设置有加工平台，线激光传感器测量模块安装在三自由度高精度加工中心的末端操作器上。2.根据权利要求1的一种宏微结合机器人加工系统，其特征在于：三自由度高精度加工中心设置有X轴移动副、Y轴移动副、Z轴移动副以及末端操作器，X轴移动副、Y轴移动副以及Z轴移动副均由伺服电机驱动丝杆螺母实现直线运动，末端操作器与Z轴移动副相连。3.根据权利要求2的一种宏微结合机器人加工系统，其特征在于：X轴移动副包括X轴电机、X向静平台，Y轴移动副包括Y轴电机、Y向静平台、Z轴移动副包括Z轴电机、Z向静平台，其中X向静平台与六自由度机器人末端法兰盘相连，X轴电机安装在X向静平台上，并通过丝杆螺母与Y向静平台相连，Y轴电机安装在Y向静平台上，并通过丝杆螺母与Z向静平台相连，Z轴电机安装在Z向静平台上，并通过丝杆螺母与末端操作器的Z向运动平台相连，Z向运动平台上设置由电主轴，电主轴与铣刀相连。4.根据权利要求3的一种宏微结合机器人加工系统，其特征在于：线激光传感器测量模块包括直线电机、角度可调旋转气缸、线激光传感器，直线电机安装在Z向运动平台上，角度可调旋转气缸与直线电机相连，线激光传感器安装在角度可调旋转气缸上，线激光传感器的线激光平面与加工平台的Z轴平行。5.一种宏微结合机器人加工系统的加工轨迹规划方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤1，通过线激光传感器获取原始点云数据，通过可视化点云中直线棱边的锯齿特征判断激光传感器偏角误差，通过调节旋转气缸调节螺栓校正线激光传感器位姿，确保点云位置精度；步骤2，扫描标准件，获得用于配准的模板点云数据集；步骤3，对待测工件进行特征区域划分，通过线激光传感器进行交叠式扫描形成不同特征区域的目标点云；选取待测工件工序基准区域中明显垂直边角特征处作为粗配准基准点，在模板点云中获取粗配准基准点坐标以及加工轨迹点坐标；步骤4，通过直通滤波和不失扫描线特征的体素滤波降采样方法对线激光点云进行点云预处理；步骤5，分割基准点附近点云，使用内积优化的拟合直线求角点方法提取目标点云基准点坐标；根据目标点云和模板点云基准点坐标差值进行一步平移粗配准，粗配准输出的平移变换矩阵为T
c
；步骤6：利用模板点云进行迭代最近点精配准，得到配准变换矩阵T
f
，若在模板点云中选取的加工轨迹点坐标矩阵为
source
P
trace
，从而得到加工轨迹点在目标点云中的坐标
target
P
trace
＝T
f
T
csource
P
trace
，生成了对应特征区域内的加工轨迹。6.根据权利要求5的一种宏微结合机器人加工系统的加工轨迹规划方法，其特征在于：步骤1的具体内容如下，线激光传感器在同一时刻获取的所有点在点云中共面，即从属于同一扫描线，当激光平面与线激光传感器测量模块的运动方向不垂直时，点云中的点出现位置误差，当激光光束平面与加工平台XOZ平面产生的夹角为θ时，旋转气缸旋转轴至激光光束平面的距离为r，某点在传感器相机坐标系X方向的测量值为点云中的生成...
【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，张劲，苏鹏飞，刘开源，刘云昊，
申请(专利权)人：北京今然科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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