一种机器人结构件协同加工方法及加工系统与流程

本申请涉及机器人结构件精密加工，尤其是涉及一种机器人结构件协同加工方法及加工系统。

背景技术：

1、机器人结构件广泛应用于机器人关节模组、安装座、连接板、支撑架及传动机构等部位，其加工精度直接影响机器人整机的装配精度及运动稳定性。现有机器人结构件通常采用数控加工方式完成多个安装面、定位孔、连接孔及配合孔的加工，由于不同加工特征分布于结构件不同位置，通常需要经过铣削、钻削、镗削及攻丝等多道加工工序，并在各工序之间进行多次装夹定位。

2、现有加工过程中，各工序通常分别建立加工坐标及定位基准，各加工特征依据对应工序独立完成加工，不同工序之间缺少统一的加工基准关联。随着装夹次数增加，定位基准不断切换，各加工特征之间的位置误差逐渐累积，即使各安装面、定位孔及连接孔均满足单项尺寸要求，其相互之间的位置关系仍可能发生偏移，导致机器人结构件装配过程中出现安装偏差、配合精度下降等情况。同时，现有加工方式主要依据单个加工特征的检测结果进行尺寸修正，缺少针对多个加工特征位置关系的协同加工过程，难以兼顾整体加工精度及装配一致性，当加工误差传递至后续工序时，还容易造成返工调整，影响加工效率和产品一致性。

技术实现思路

1、为了改善现有机器人结构件多工序加工过程中多个加工特征位置误差逐渐累积的问题，本申请提供一种机器人结构件协同加工方法及加工系统。

2、本申请提供一种机器人结构件协同加工方法及加工系统，采用如下的技术方案：

3、一种机器人结构件协同加工方法，包括如下步骤：

4、步骤s1、建立机器人结构件的统一加工基准，并确定多个安装面、定位孔及连接孔对应的加工特征；

5、步骤s2、依据统一加工基准完成第一加工工序，并采集各加工特征的尺寸参数和位置参数；

6、步骤s3、根据各加工特征的位置参数建立加工特征空间关联模型，所述加工特征空间关联模型包括加工特征之间的距离关系、角度关系以及坐标转换关系，以获得各加工特征之间的位置关联关系及关联偏差；

7、步骤s4、依据关联偏差修正后续加工工序对应的加工基准，并完成后续加工工序；

8、步骤s5、重复步骤s2至步骤s4，直至完成全部加工工序，并输出机器人结构件最终加工参数。

9、优选的，所述加工特征包括安装面、定位孔、连接孔、配合孔及安装槽，各加工特征均与统一加工基准建立对应关系。

10、优选的，步骤s3中，关联偏差包括安装面位置偏差、定位孔位置偏差、连接孔位置偏差及配合孔位置偏差，并根据各加工特征之间的空间位置关系建立加工特征关联链，并根据加工特征关联链生成加工特征关联矩阵。

11、优选的，步骤s4中，所述加工基准修正包括加工坐标修正、定位坐标修正及刀具轨迹修正，并根据加工特征关联矩阵确定误差传播方向，对后续加工工序对应参数进行协同调整。

12、优选的，机器人结构件按照粗加工、半精加工及精加工顺序完成加工，每完成一道加工工序重新采集当前加工特征的位置参数，并根据当前加工特征与历史加工特征之间的位置变化更新加工特征关联模型。

13、一种机器人结构件协同加工系统，包括加工单元、检测单元、关联分析单元及参数修正单元；

14、其中，所述加工单元包括加工设备及定位组件，所述定位组件与机器人结构件抵接，所述加工设备设置于机器人结构件加工路径对应位置；所述关联分析单元分别与加工单元及检测单元连接；所述参数修正单元与关联分析单元连接，并与加工单元连接。

15、优选的，所述关联分析单元包括基准关联模块、特征关联模块、偏差计算模块以及特征数据库模块；

16、所述基准关联模块与检测单元连接，所述基准关联模块根据检测单元采集的机器人结构件定位基准参数建立关联加工基准；

17、所述特征关联模块与基准关联模块连接，所述特征关联模块根据关联加工基准建立安装面、定位孔及连接孔之间的特征关联关系；

18、所述偏差计算模块与特征关联模块连接，所述偏差计算模块根据特征关联关系计算加工特征之间的位置偏差；

19、所述参数修正单元与偏差计算模块连接，并根据所述位置偏差调整加工单元的加工坐标参数；

20、所述特征数据库模块存储不同机器人结构件对应的加工特征关联关系，所述基准关联模块调用特征数据库模块中的关联关系建立关联加工基准。

21、综上所述，本申请包括以下至少一种有益效果：

22、1.本申请通过建立加工特征空间关联模型及加工特征关联链，将机器人结构件多个加工特征由独立控制转变为关联控制，实现多个加工特征之间位置关系的协同加工，减少了多工序加工过程中位置误差的累积，提高了机器人结构件整体装配精度；

23、2.另外，通过建立加工特征空间关联模型以及加工特征关联链，将多个加工特征之间的距离关系、角度关系及坐标转换关系进行关联分析，不仅能够获取单个加工特征的尺寸偏差，还能够分析多个加工特征之间的位置关联偏差，提高了机器人结构件整体位置关系的控制能力；

24、3.还通过设置特征数据库模块，对不同机器人结构件对应的加工特征关联关系进行存储，并调用对应关联关系建立关联加工基准，使不同类型机器人结构件能够快速建立加工特征关联模型，减少重复建模时间，提高了多品种机器人结构件加工的适应能力及加工效率。

1.一种机器人结构件协同加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种机器人结构件协同加工方法，其特征在于：所述加工特征包括安装面、定位孔、连接孔、配合孔及安装槽，各加工特征均与统一加工基准建立对应关系。

3.根据权利要求1所述的一种机器人结构件协同加工方法，其特征在于：步骤s3中，关联偏差包括安装面位置偏差、定位孔位置偏差、连接孔位置偏差及配合孔位置偏差，并根据各加工特征之间的空间位置关系建立加工特征关联链，并根据加工特征关联链生成加工特征关联矩阵。

4.根据权利要求1所述的一种机器人结构件协同加工方法，其特征在于：步骤s4中，所述加工基准修正包括加工坐标修正、定位坐标修正及刀具轨迹修正，并根据加工特征关联矩阵确定误差传播方向，对后续加工工序对应参数进行协同调整。

5.根据权利要求4所述的一种机器人结构件协同加工方法，其特征在于：机器人结构件按照粗加工、半精加工及精加工顺序完成加工，每完成一道加工工序重新采集当前加工特征的位置参数，并根据当前加工特征与历史加工特征之间的位置变化更新加工特征关联模型。

6.一种机器人结构件协同加工系统，应用于权利要求1至5任一项所述的机器人结构件协同加工方法，其特征在于：包括加工单元、检测单元、关联分析单元及参数修正单元；

7.根据权利要求6所述的一种机器人结构件协同加工系统，其特征在于：所述关联分析单元包括基准关联模块、特征关联模块、偏差计算模块以及特征数据库模块；