銑削機器人控制方法及系統與流程

2023-07-12 19:10:52

本發明涉及機器人控制領域，尤其涉及一種銑削機器人控制方法及系統。

背景技術：

銑削機器人具有操作簡單、自由度多、速度快、一致性高等優點，已經被廣泛應用於各個產業生產製造過程中。

現有的銑削機器人是根據預設的銑削軌跡進行銑削加工的，但是在銑削加工的過程中銑削機器人的銑削刀頭會受到銑削力影響而產生振動，從而導致銑削軌跡出現偏差，影響銑削產品的良品率。

技術實現要素：

本發明提供一種銑削機器人控制方法及系統，以解決現有銑削機器人的銑削軌跡易出現銑削偏差的技術問題。

第一方面，本發明提供一種銑削機器人控制方法，包括：

雷射跟蹤儀採集銑削機器人的實時銑削軌跡數據，並將所述實時銑削軌跡數據發送到系統控制總站；

所述系統控制總站對所述實時銑削軌跡數據進行處理，並根據預設銑削軌跡曲線，計算得到銑削修正參數，將所述銑削修正參數發送到所述銑削機器人；

所述銑削機器人根據所述銑削修正參數調整銑削軌跡。

第二發麵，本發明提供一種銑削機器人控制系統，包括：

雷射跟蹤儀，銑削機器人，系統控制總站；

所述雷射跟蹤儀和所述銑削機器人分別與所述系統控制總站連接；

所述雷射跟蹤儀，用於採集所述銑削機器人的實時銑削軌跡數據，並將所述實時銑削軌跡數據發送到所述系統控制總站；

所述系統控制總站，用於對所述實時銑削軌跡數據進行處理，並根據預設銑削軌跡曲線，計算得到銑削修正參數，將所述銑削修正參數發送到所述銑削機器人；

所述銑削機器人，用於根據所述銑削修正參數調整銑削軌跡。

從本發明實施例可知，通過雷射跟蹤儀採集銑削機器人的實時銑削軌跡數據，並將所述實時銑削軌跡數據發送到系統控制總站，所述系統控制總站對所述實時銑削軌跡數據進行處理，並根據預設銑削軌跡曲線，計算得到銑削修正參數，將所述銑削修正參數發送到所述銑削機器人，所述銑削機器人根據所述銑削修正參數調整銑削軌跡，本發明實現了對銑削機器人的銑削軌跡進行實時的調整，解決了現有技術中只是根據預設銑削軌跡曲線進行銑削時，由於銑削過程產生振動而導致銑削軌跡出現偏差的問題。

附圖說明

圖1為本發明一種銑削機器人控制方法的一個示例性實施例流程圖；

圖2為本發明一種銑削機器人控制方法的另一個示例性實施例流程圖；

圖3為本發明一種銑削機器人控制系統的一個示例性實施例結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

參見圖1，為本發明一種銑削機器人控制方法的一個示例性實施例流程圖，包括：

步驟101、雷射跟蹤儀採集銑削機器人的實時銑削軌跡數據，並將實時銑削軌跡數據發送到系統控制總站；

在本步驟中，雷射跟蹤儀根據得到的採集頻率、採集時長，採集銑削機器人的實時銑削軌跡數據。

步驟102、系統控制總站對實時銑削軌跡數據進行處理，並根據預設銑削軌跡曲線，計算得到銑削修正參數，將銑削修正參數發送到銑削機器人；

在本步驟中，系統控制總站對實時銑削軌跡數據進行處理，並根據預設銑削軌跡曲線，計算得到銑削修正參數，包括：系統控制總站對實時銑削軌跡數據進行擬合處理，得到實時銑削軌跡曲線；基於最小二乘法，將實時運動軌跡曲線與預設銑削軌跡曲線進行對比，計算得到實時運動軌跡曲線與預設銑削軌跡曲線之間的距離偏差，根據距離偏差得到銑削修正參數。

步驟103、銑削機器人根據銑削修正參數調整銑削軌跡。

從本實施例可知，通過雷射跟蹤儀採集銑削機器人的實時銑削軌跡數據，並將實時銑削軌跡數據發送到系統控制總站，系統控制總站對實時銑削軌跡數據進行處理，並根據預設銑削軌跡曲線，計算得到銑削修正參數，將銑削修正參數發送到銑削機器人，銑削機器人根據銑削修正參數調整銑削軌跡，本發明實現了對銑削機器人的銑削軌跡進行實時的調整，解決了現有技術中只是根據預設銑削軌跡曲線進行銑削時，由於銑削過程產生振動而導致銑削軌跡出現偏差的問題。

圖2為本發明一種銑削機器人控制方法的另一個示例性實施例流程圖，如圖2所示，在上述實施例的基礎上，該銑削機器人控制方法包括以下步驟：

步驟201：雷射跟蹤儀根據所述預設銑削軌跡曲線確定所述雷射跟蹤儀的安裝位置。

其中，根據設計軌跡曲線確定雷射跟蹤儀的安裝位置，以避免測量過程中雷射跟蹤儀的測量光線被遮擋。

步驟202：雷射跟蹤儀根據預設的銑削走刀最大速度和雷射跟蹤儀的測量精度確定採集實時銑削軌跡數據的採集頻率。

其中，雷射跟蹤儀是一種典型的球坐標測量系統，其測量精度可以達到15μm±7.5μm/m；實時銑削軌跡數據可以是雷射跟蹤儀測量的銑刀坐標值。

步驟203：雷射跟蹤儀根據預設的完成預設銑削軌跡的時間，確定雷射跟蹤儀採集實時銑削軌跡數據的採集時長。

步驟204：雷射跟蹤儀根據採集頻率和採集時長，採集銑削機器人的實時銑削軌跡數據。

步驟205：雷射跟蹤儀將實時銑削軌跡數據發送到系統控制總站。

在本步驟中，雷射跟蹤儀首先將實時銑削軌跡數據發送到雷射跟蹤儀從站，雷射跟蹤儀從站將實時銑削軌跡數據發送到系統控制總站。

其中，雷射跟蹤儀從站與系統控制總站通過現場總線連接，雷射跟蹤儀從站的智能感知模塊與系統控制總站通過串口通訊的方式進行實時銑削軌跡數據的傳輸。

雷射跟蹤儀與雷射跟蹤儀從站通過現場總線連接。其中，雷射跟蹤儀從站中與嵌入式智能感知模塊通過串口連接，該智能感知模塊與雷射跟蹤儀通過TCP/IP協議進行實時銑削軌跡數據的傳輸。

步驟206：系統控制總站對實時銑削軌跡數據進行處理，並根據預設銑削軌跡曲線，計算得到銑削修正參數。

具體的，系統控制總站對實時銑削軌跡數據進行擬合處理，得到實時銑削軌跡曲線；基於最小二乘法，將實時運動軌跡曲線與預設銑削軌跡曲線進行對比，計算得到實時運動軌跡曲線與預設銑削軌跡曲線之間的距離偏差，根據距離偏差得到銑削修正參數。

步驟207：系統控制總站將銑削修正參數發送到銑削機器人。

其中，上述實時銑削軌跡數據和銑削修正參數等數據在現場總線中通過乙太網幀方式傳輸，且乙太網幀可以是標準乙太網幀或非標準乙太網幀；而且現場總線可以是以硬體的方式實現的，是獨立於運行系統和CPU之外的。

其中，現場總線傳輸速度為每30微秒1000個二進位位，具有極高的帶寬傳輸速度，現場總線基本支持目前所有符合工業標準的儀器的從站控制終端，具有較強的擴展功能。

其中，在步驟201之前，還可對雷射跟蹤儀、雷射跟蹤儀從站和銑削機器人控制器從站之間的聯通情況進行系統通信測試，包括：雷射跟蹤儀從站發送測試指令到雷射跟蹤儀，若雷射跟蹤儀作出與測試指令相應的響應則證明聯通雷射跟蹤儀從站與雷射跟蹤儀聯通正常。雷射跟蹤儀從站與系統控制總站、系統控制總站與銑削機器人控制從站之間的聯通情況測試與上述測試原理一致，這裡不再贅述。

從本實施例可知，通過雷射跟蹤儀採集銑削機器人的實時銑削軌跡數據，並將實時銑削軌跡數據發送到系統控制總站，系統控制總站對實時銑削軌跡數據進行處理，並根據預設銑削軌跡曲線，計算得到銑削修正參數，將銑削修正參數發送到銑削機器人，銑削機器人根據銑削修正參數調整銑削軌跡，本發明實現了對銑削機器人的銑削軌跡進行實時的調整，解決了現有技術中只是根據預設銑削軌跡曲線進行銑削時，由於銑削過程產生振動而導致銑削軌跡出現偏差的問題。

在上述實施例基礎上，

可選的，系統控制總站對實時銑削軌跡數據進行擬合得到實時運動軌跡曲線之前，還包括：系統控制總站對接收到的實時銑削軌跡數據中不滿足合格閾值的壞點進行刪除處理；基於卡爾曼濾波，對經過刪除處理後的實時銑削軌跡數據進行優化處理。

可選的，雷射跟蹤儀採集銑削機器人的實時銑削軌跡數據之前，還包括：在銑削機器人上設置至少三個球形鏡面發射器球形鏡面發射器；相應的，雷射跟蹤儀採集銑削機器人的實時銑削軌跡數據，包括：雷射跟蹤儀根據採集頻率，發射雷射採集信號到至少三個球形鏡面發射器中的一個或多個；雷射跟蹤儀接收至少三個球形鏡面發射器中的一個或多個返回雷射採集響應信號；雷射跟蹤儀根據雷射採集響應信號計算得到實時銑削軌跡數據。

參見圖3，為本發明一種銑削機器人控制系統的一個示例性實施例結構示意圖，該銑削機器人控制系統，包括：雷射跟蹤儀301，銑削機器人302，系統控制總站303；

雷射跟蹤儀301和銑削機器人分別與系統控制總站連接；

雷射跟蹤儀301，用於採集銑削機器人的實時銑削軌跡數據，並將實時銑削軌跡數據發送到系統控制總站；

系統控制總站302，用於對實時銑削軌跡數據進行處理，並根據預設銑削軌跡曲線，計算得到銑削修正參數，將銑削修正參數發送到銑削機器人；

銑削機器人303，用於根據銑削修正參數調整銑削軌跡。

從上述實施例可知，通過雷射跟蹤儀採集銑削機器人的實時銑削軌跡數據，並將實時銑削軌跡數據發送到系統控制總站，系統控制總站對實時銑削軌跡數據進行處理，並根據預設銑削軌跡曲線，計算得到銑削修正參數，將銑削修正參數發送到銑削機器人，銑削機器人根據銑削修正參數調整銑削軌跡，本發明實現了對銑削機器人的銑削軌跡進行實時的調整，解決了現有技術中只是根據預設銑削軌跡曲線進行銑削時，由於銑削過程產生振動而導致銑削軌跡出現偏差的問題。

在上述實施例的基礎上，

可選的，雷射跟蹤儀301，還用於根據預設銑削軌跡曲線確定雷射跟蹤儀的安裝位置；根據預設的銑削走刀最大速度和雷射跟蹤儀的測量精度確定採集實時銑削軌跡數據的採集頻率；根據預設的完成預設銑削軌跡的時間，確定雷射跟蹤儀採集實時銑削軌跡數據的採集時長；並具體用於根據採集頻率和採集時長，採集銑削機器人的實時銑削軌跡數據。

可選的，系統控制總站302，具體用於對實時銑削軌跡數據進行擬合得到實時運動軌跡曲線；基於最小二乘法，將實時運動軌跡曲線與預設銑削軌跡曲線進行對比，計算得到實時運動軌跡曲線與預設銑削軌跡曲線之間的距離偏差，根據距離偏差得到銑削修正參數。

可選的，系統控制總站302，還用於系統控制總站對接收到的實時銑削軌跡數據中明顯不符合邏輯的壞點進行刪除預處理；基於卡爾曼濾波，對經過刪除處理的實時銑削軌跡數據進行優化處理。

可選的，銑削機器人303上設置有至少三個球形鏡面發射器；雷射跟蹤儀301，具體用於根據採集頻率，發射雷射採集信號到至少三個球形鏡面發射器中的一個或多個；並接收至少三個球形鏡面發射器中的一個或多個返回雷射採集響應信號；根據雷射採集響應信號計算得到實時銑削軌跡數據。

可選的，參見圖3，該銑削機器人控制系統，還可以包括：雷射跟蹤儀從站304，銑削機器人控制從站305，

其中，雷射跟蹤儀從站304，用於接收雷射跟蹤儀發送的實時銑削軌跡數據，並將該實時銑削軌跡數據數據發送到系統控制總站。雷射跟蹤儀與雷射跟蹤儀從站通過現場總線連接。雷射跟蹤儀從站中與雷射跟蹤儀連接的的接口嵌入式智能感知模塊，該智能感知模塊與雷射跟蹤儀通過TCP/IP協議進行實時銑削軌跡數據的傳輸。

銑削機器人控制從站305，用於接收系統控制總站發送的銑削修正參數，並將該銑削修正參數發送到銑削機器人。系統控制總站與銑削機器人控制從站通過現場總線連接連接。

本領域普通技術人員可以理解：實現上述各方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬體來完成。前述的程序可以存儲於一計算機可讀取存儲介質中。該程序在執行時，執行包括上述各方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括：ROM、RAM、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。

最後應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍。