本发明专利技术公开了一种基于主从控制的锻件表面缺陷修型装置及控制方法，包括夹持机器人和修型机器人。修型机器人为主机器人，夹持机器人为从机器人。夹持机器人和修型机器人固定于地板上，夹持机器人用于固定锻件，修型机器人用于锻件表面缺陷的修型。修型双机械臂末端固定有浮动主轴、双目测量系统和工业机械臂，浮动主轴和双目测量系统通过固定板用螺栓固定在机械臂上。相比较于单臂机器人，本发明专利技术能够有效的提高修型效率和质量；两个机械臂分工明确，可有效准确的对模锻件表面进行修型；利用多传感器的信息采集能力，通过神经网络技术对模锻件缺陷处进行识别定位，使用人工神经网络算法对修型位姿进行估计，最后通过双臂协调规划完成一系列动作。划完成一系列动作。划完成一系列动作。
【技术实现步骤摘要】
一种基于主从控制的锻件表面缺陷修型装置及控制方法
[0001]本专利技术属于双机器人自适应修型领域，具体涉及一种基于主从控制的锻件表面缺陷修型装置及控制方法。
技术介绍
[0002]航空军工装备制造业，即航空制造业，是军民密切结合的产业。作为关乎国民经济发展与国民安全的重要产业，航天航空工业为兵器装备、国防建设等提供必要的技术装备，是我国制造行业中不可或缺的重要组成部分。
[0003]目前大部分锻件表面缺陷修型方法仍然采用人工修型。对于这种修型方式，存在修型效率过低，并且修型过程产生粉尘也会影响到工人的身体健康。通过单臂机器人进行锻件表面缺陷修型，存在效率不高以及灵活度不够的问题。随着工业机器人技术的日益发展和完善，进一步促进了双臂机器人及相关技术的发展，利用双臂机器人并结合视觉等传感器代替工人进行一些危险系数和精度较高的修型工作，不仅可以提高修型效率和质量，同时也可以提高安全性。
技术实现思路
[0004]针对上述的缺陷和不足，本专利技术提出了一种基于主从控制的锻件表面缺陷修型装置及控制方法。其目的在于针对锻件锻压过程表面产生的裂纹、折叠、翻边、撕裂和毛刺，实现表面缺陷的智能精准修型。
[0005]一种基于主从控制的锻件表面缺陷修型装置，包括夹持机器人和修型机器人。所述修型机器人为主机器人，所述夹持机器人为从机器人。
[0006]所述的夹持机器人和修型机器人固定于地板上，夹持机器人用于固定锻件，修型机器人用于锻件表面缺陷的修型。所述的夹持机器人包括锻件夹持执行器和工业机械臂。锻件夹持执行器和工业机械臂由连杆联结起来。所述的锻件夹持执行器包括承载底座、电机、锻件固定机构和锻件转动机构。承载底座通过焊接固定在锻件夹持执行器中，电机安装在锻件转动机构当中，锻件固定机构和锻件转动机构通过轴孔连接实现相对旋转。
[0007]所述的修型双机械臂末端固定有浮动主轴、双目测量系统和工业机械臂，浮动主轴和双目测量系统通过固定板用螺栓固定在机械臂上。所述的双目测量系统包括紧缩机械机构、两个视觉传感器以及两个光学镜头，光学镜头和视觉传感器通过螺栓链接在紧缩机械结构上。所述的浮动主轴包括电机、减速器、转速传感器和可更换刀具，可更换刀具通过螺纹连接在电机上并在电机上安装有减速器和转速传感器。所述的工业机械臂均为常规的六轴工业机械臂。
[0008]本专利技术还提出一种基于主从控制的锻件表面缺陷控制方法，其特征在于：其步骤如下：
[0009](1)修型预准备，进行夹持机器人和修型机器人的TCP标定，进行双目视觉手眼标定，获得双目相机与浮动主轴之间的坐标转换矩阵。
[0010]为了使从机器人跟随主机器人运动，采用“四点法”进行夹持机器人和修型机器人双机器人坐标标定，获得双机器人TCP之间的转换矩阵；
[0011](2)夹持机器人从锻件物料架上夹持工件，运动并悬停至修型起始位置；
[0012](3)修型机器人运动，使锻件的正面能够完全进入双目相机的视野中，通过对图像进行处理操作后得到缺陷特征的像素坐标信息，完成缺陷位置的坐标转换，计算锻件正面缺陷在修型机器人TCP下的坐标；
[0013](4)锻件末端夹持系统的模锻件转动机构进行旋转，并且使得双目相机的能够观察到锻件的背面和两个侧面，通过图像处理和坐标转换，获得锻件背面和两个侧面的缺陷在修型机器人TCP下的坐标；
[0014](5)根据锻件缺陷信息进行工艺参数的智能决策，采取基于BP神经网络的智能决策技术进行修型工艺参数的自主决策；
[0015](6)根据决策结果生成修型轨迹，进行双机器人运动学逆解计算，并采用三次多项式进行双机器人关节空间插值规划；
[0016](7)双机器人协同运动进行锻件表面精准修型，在加工过程对模锻件实际修型过程进行实时状态监控；
[0017](8)修型完成后，夹持机器人把工件放回第二物料架上。
[0018]本专利技术具有如下效果：
[0019]1.相比较于单臂机器人，本专利技术能够有效的提高修型效率和质量；
[0020]2.系统采用模块化设计，两个机械臂分工明确，可有效准确的对模锻件表面进行修型；
[0021]3.本专利技术利用多传感器的信息采集能力，通过神经网络技术对模锻件缺陷处进行识别定位，使用人工神经网络算法对修型位姿进行估计，最后通过双臂协调规划完成一系列动作。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的整体结构示意图。
[0023]图2为双目测量系统及浮动主轴结构示意图。
[0024]图3为锻件夹持执行器结构示意图。
[0025]图4为锻件自适应精准修型流程。
具体实施方式
[0026]以下将结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。
[0027]如图所示，本专利技术实施一种用于锻件表面缺陷修型的双机器人装置及控制方法，其特征在于，该双机器人装置包括夹持机器人3和修型机器人4。两者通过底座八个螺栓固定在地板4上。
[0028]夹持机器人包括锻件夹持执行器2和六轴工业机器人，所述的锻件夹持执行器主要由锻件固定机构8、承载底座9以及电机和锻件旋转机构10组成，锻件固定机构与锻件旋转机构相连接，将锻件固定在锻件固定机构8处，由电机和模锻件旋转机构10可以带动其进行旋转实现锻件的翻转目的。承载底座9与六轴工业机器人的末端法兰通过栓接固定。
[0029]修型机器人包括双目测量系统1、浮动主轴12和六轴工业机器人，双目测量系统主要包括两个光学镜头5以及视觉传感器6，镜头和视觉传感器连接组成工业相机。浮动主轴主要包括电机13、减速器14、转速传感器15和可更换刀具7，四者从上至下依次安装。双目测量系统1、浮动主轴12固定在同一工装16上，工装16与六轴工业机器人的末端法兰通过栓接固定。
[0030]本专利技术还提出一种基于主从控制的锻件表面缺陷控制方法，其步骤如下：
[0031](1)修型预准备，进行夹持机器人和修型机器人的TCP标定，进行双目视觉手眼标定，获得双目相机与浮动主轴之间的坐标转换矩阵。
[0032]定义修型机器人为主机器人，夹持机器人为从机器人。为了使从机器人跟随主机器人运动，采用“四点法”进行夹持机器人和修型机器人双机器人坐标标定，获得双机器人TCP之间的转换矩阵；
[0033](2)夹持机器人从锻件物料架上夹持工件，运动并悬停至修型起始位置；
[0034](3)修型机器人运动，使锻件的正面能够完全进入双目相机的视野中，通过对图像进行处理操作后得到缺陷特征的像素坐标信息，完成缺陷位置的坐标转换，计算锻件正面缺陷在修型机器人TCP下的坐标；
[0035](4)锻件末端夹持系统的模锻件转动机构进行旋转，并且使得双目相机的能够观察到锻件的背面和两个侧面，通过图像处理和坐标转换，获得锻件背面和两个侧面的缺陷在修型机器人TCP下的坐标；
[0036](5)根据锻件缺陷信息进行工艺参数的智能决策，采取基于BP神经网络的智能决策技术进行修型工艺参数的自主本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于主从控制的锻件表面缺陷修型装置，其特征在于，包括夹持机器人和修型机器人；所述修型机器人为主机器人，所述夹持机器人为从机器人；所述的夹持机器人和修型机器人固定于地板上，夹持机器人用于固定锻件，修型机器人用于锻件表面缺陷的修型；所述的夹持机器人包括锻件夹持执行器和工业机械臂；锻件夹持执行器和工业机械臂由连杆联结起来；所述的锻件夹持执行器包括承载底座、电机、锻件固定机构和锻件转动机构；承载底座通过焊接固定在锻件夹持执行器中，电机安装在锻件转动机构当中，锻件固定机构和锻件转动机构通过轴孔连接实现相对旋转；所述的修型双机械臂末端固定有浮动主轴、双目测量系统和工业机械臂，浮动主轴和双目测量系统通过固定板用螺栓固定在机械臂上；所述的双目测量系统包括紧缩机械机构、两个视觉传感器以及两个光学镜头，光学镜头和视觉传感器通过螺栓链接在紧缩机械结构上；所述的浮动主轴包括电机、减速器、转速传感器和可更换刀具，可更换刀具通过螺纹连接在电机上并在电机上安装有减速器和转速传感器。2.根据权利要求1所述的一种基于主从控制的锻件表面缺陷修型装置，其特征在于，所述的工业机械臂为六轴工业机械臂。3.利用权利要求1所述锻件表面缺陷修型装置进行的一种基于主从控制的锻件表面缺陷控制方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵永胜，罗嘉庆，李迎，陈建洲，付康，马旭辉，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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