故障预警。
[0019] 本发明的有益结果是：通过在在移动机械臂和镗床、铣床、钻床设置加工任务和工 序，设置移动机械臂轨道和夹具，并在移动机械臂上安装CCD和激光测距或者安装connect 相机，在镗床、铣床、钻床面临移动机械臂轨道设置多个光标识点，实现了定位控制、误差在 线修正，实现了移动机器人与镗、铣、钻等机床直接组合成多坐标加工中心。
[0020] 下面结合实例对本发明作详细说明。
【附图说明】
[0021] 附图1，移动机械臂和镗床、铣床、钻床布局示意图。
【具体实施方式】
[0022] 参照图1。
[0023] (1)在移动机械臂和镗床、铣床、钻床设置加工任务和工序；设置移动机械臂轨 道，使得移动机械臂可以在该轨道上运动；在移动机械臂轨道的外侧分布式排列镗床、铣 床、钻床，使得镗床、铣床、钻床刀具面向移动机械臂轨道并与轨道垂直，以该垂线作为移动 机械臂的夹具中心线，当移动机械臂重力中心线与第一道加工工序的镗床、铣床或钻床前 的夹具中心线相交时移动机械臂停止运动并被夹具锁死，多坐标对准和准确定位后进行加 工，并进行在线加工积累误差修正，加工完成后松开夹具，移动机械臂移动到下一道工序的 镗床、铣床或钻床前的夹具中心线；
[0024] (2)移动机械臂具有多关节控制功能；在移动机械臂上安装CCD和激光测距或者 安装connect相机，在镗床、铣床、钻床面临移动机械臂轨道设置多个光标识点，移动机械 臂停止运动并被夹具锁死后，根据在镗床、铣床、钻床上设置多点光标识点以及安装CCD和 激光测距或者安装connect相机进行对准定位，然后由移动机械臂的多关节控制使得移动 机械臂将待加工工件移至预定位置；
[0025]假定某一个镗床、铣床或钻床上设置的多个光标识点的坐标分别为（0, 0, 0)，（Xl， Y1,Z1)，（x2,y2,z2)，…，（xn,yn,zn)，且为已知量，n+1光标识点的个数，激光测距仪激光出口 或者connect相机中心的坐标为（X，y,z)，激光测距的定位要求为：
[0027] 以及[x-xpy_ypz-zp]T| " <enax
[0028] 其中，r,Lr2,…，rn分别为（x,y,z)到（0, 0, 0)，（xY1, Z1),(x2,y2,z2),… ，（xn,yn,zn)的距离，误差Ii=I, 2,…，n满足条件II丨I<e。，I121 <e。,…，IInI<e。，e。为 给定的正数，xp,yp,zp为在加工工艺中预先设定的位置，e_为给定的最大定位误差，e。为给 定的最大图像位置误差，AI"为矩阵A的无穷范数；
[0029] 同时，要求先对准在该镗床、铣床或钻床上设置的坐标（0,0,0)图像位置，其余多 个光标识点在CCD图像中的坐标位置要满足：
[0031]其中，（xlt,ylt), (x2t,y2t),…，（xnt,ynt)分别为在该键床、铣床或钻床上设置的 多个光标识点的坐标（X1,Y1,Z1), (x2,y2,Z2)，…，（xn,yn,zn)在CCD图像中的坐标位置， (xlpt,ylpt), (x2pt,y2pt)，"％ (xnpt,ynpt)分别为在该键床、铣床或钻床上设置的多个光标识点 的坐标（X1,Y1,Z1), (x2,y2,Z2),…，（xn,yn,zn)在CCD图像中的理想坐标位置，且为已知量； et(:为最大允许的图像位置误差；
[0032] (3)在镗、铣、钻的加工过程中，扭矩和机械振动会引起定位误差，在加工过程中不 断采用步骤（3)的方法检测定位精度，移动机械臂控制多关节缓慢运动抵消扭矩和机械振 动作用，以在线减少加工积累误差并进行误差修正；
[0033] (4)当最大误差e_、e。或et。不能控制时，加工精度不能满足要求，对系统进行报 警；当最大误差e_、e。或et。满足要求，但随着日期不断增大而接近最大误差e_、e。或et。， 对系统进行故障预警。
【主权项】
1. 一种基于视觉和移动机械臂的多坐标加工中心组合方法，其特征包括以下步骤： (1) 在移动机械臂和镗床、铣床、钻床设置加工任务和工序；设置移动机械臂轨道，使得 移动机械臂可以在该轨道上运动；在移动机械臂轨道的外侧分布式排列镗床、铣床、钻床， 使得镗床、铣床、钻床刀具面向移动机械臂轨道并与轨道垂直，以该垂线作为移动机械臂的 夹具中心线，当移动机械臂重力中心线与第一道加工工序的镗床、铣床或钻床前的夹具中 心线相交时移动机械臂停止运动并被夹具锁死，多坐标对准和准确定位后进行加工，并进 行在线加工积累误差修正，加工完成后松开夹具，移动机械臂移动到下一道工序的镗床、铣 床或钻床前的夹具中心线； (2) 移动机械臂具有多关节控制功能；在移动机械臂上安装CCD和激光测距或者安装 connect相机，在镗床、铣床、钻床面临移动机械臂轨道设置多个光标识点，移动机械臂停止 运动并被夹具锁死后，根据在镗床、铣床、钻床上设置多点光标识点以及安装CCD和激光测 距或者安装connect相机进行对准定位，然后由移动机械臂的多关节控制使得移动机械臂 将待加工工件移至预定位置； 假定某一个镗床、铣床或钻床上设置的多个光标识点的坐标分别为 . ....…，且为已知量，:馨1光标识点的个 数，激光测距仪激光出口或者connect相机中心的坐标为，激光测距的定位要求其中，I分别为：5： :丨的距离，误差W满足条件I:，eQ 为给定的正数，为在加工工艺中预先设定的位置，为给定的最大定位误 差，_为给定的最大图像位置误差，为矩阵為的无穷范数； 同时，要求先对准在该镗床、铣床或钻床上设置的坐标?Ρ,αο)图像位置，其余多个光 标识点在CCD图像中的坐标位置要满足：其中分别为在该镗床、铣床或钻床上设置的多 个光标识点的坐标.：在(XD图像中的坐标位置，分别为在该镗床、铣床或钻床上设置的多个光 标识点的坐标〗卜在(XD图像中的理想坐标位置， 且为已知量；#0:为最大允许的图像位置误差； (3) 在镗、铣、钻的加工过程中，扭矩和机械振动会引起定位误差，在加工过程中不断采 用步骤（3)的方法检测定位精度，移动机械臂控制多关节缓慢运动抵消扭矩和机械振动作 用，以在线减少加工积累误差并进行误差修正； (4) 当最大误差运_、吒或_|5:不能控制时，加工精度不能满足要求，对系统进行报警； 当最大误差、免或芎^满足要求，但随着日期不断增大而接近最大误差寫 ，对系统进行故障预警。
【专利摘要】为了克服移动机器人与镗、铣、钻等机床不能直接组合成多坐标加工中心的重大技术缺陷，本发明提出一种基于视觉和移动机械臂的多坐标加工中心组合方法，该方法通过在移动机械臂和镗床、铣床、钻床设置加工任务和工序；设置移动机械臂轨道和夹具，并在移动机械臂上安装CCD和激光测距或者安装connect相机，在镗床、铣床、钻床面临移动机械臂轨道设置多个光标识点，然后由移动机械臂的多关节控制使得移动机械臂将待加工工件移至预定位置，同时，在加工过程中进行在线定位监测和误差修正，对加工系统给出故障报警，实现了多坐标加工中心组合，解决了移动机器人与镗、铣、钻等机床直接组合成多坐标加工中心的重大技术问题。
【IPC分类】B23Q17/24
【公开号】CN105058168
【申请号】CN201510493799
【发明人】史忠科
【申请人】西安费斯达自动化工程有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年8月12日