铣削机器人控制方法及系统与流程

本发明涉及机器人控制领域，尤其涉及一种铣削机器人控制方法及系统。

背景技术：

铣削机器人具有操作简单、自由度多、速度快、一致性高等优点，已经被广泛应用于各个产业生产制造过程中。

现有的铣削机器人是根据预设的铣削轨迹进行铣削加工的，但是在铣削加工的过程中铣削机器人的铣削刀头会受到铣削力影响而产生振动，从而导致铣削轨迹出现偏差，影响铣削产品的良品率。

技术实现要素：

本发明提供一种铣削机器人控制方法及系统，以解决现有铣削机器人的铣削轨迹易出现铣削偏差的技术问题。

第一方面，本发明提供一种铣削机器人控制方法，包括：

激光跟踪仪采集铣削机器人的实时铣削轨迹数据，并将所述实时铣削轨迹数据发送到系统控制总站；

所述系统控制总站对所述实时铣削轨迹数据进行处理，并根据预设铣削轨迹曲线，计算得到铣削修正参数，将所述铣削修正参数发送到所述铣削机器人；

所述铣削机器人根据所述铣削修正参数调整铣削轨迹。

第二发面，本发明提供一种铣削机器人控制系统，包括：

激光跟踪仪，铣削机器人，系统控制总站；

所述激光跟踪仪和所述铣削机器人分别与所述系统控制总站连接；

所述激光跟踪仪，用于采集所述铣削机器人的实时铣削轨迹数据，并将所述实时铣削轨迹数据发送到所述系统控制总站；

所述系统控制总站，用于对所述实时铣削轨迹数据进行处理，并根据预设铣削轨迹曲线，计算得到铣削修正参数，将所述铣削修正参数发送到所述铣削机器人；

所述铣削机器人，用于根据所述铣削修正参数调整铣削轨迹。

从本发明实施例可知，通过激光跟踪仪采集铣削机器人的实时铣削轨迹数据，并将所述实时铣削轨迹数据发送到系统控制总站，所述系统控制总站对所述实时铣削轨迹数据进行处理，并根据预设铣削轨迹曲线，计算得到铣削修正参数，将所述铣削修正参数发送到所述铣削机器人，所述铣削机器人根据所述铣削修正参数调整铣削轨迹，本发明实现了对铣削机器人的铣削轨迹进行实时的调整，解决了现有技术中只是根据预设铣削轨迹曲线进行铣削时，由于铣削过程产生振动而导致铣削轨迹出现偏差的问题。

附图说明

图1为本发明一种铣削机器人控制方法的一个示例性实施例流程图；

图2为本发明一种铣削机器人控制方法的另一个示例性实施例流程图；

图3为本发明一种铣削机器人控制系统的一个示例性实施例结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，为本发明一种铣削机器人控制方法的一个示例性实施例流程图，包括：

步骤101、激光跟踪仪采集铣削机器人的实时铣削轨迹数据，并将实时铣削轨迹数据发送到系统控制总站；

在本步骤中，激光跟踪仪根据得到的采集频率、采集时长，采集铣削机器人的实时铣削轨迹数据。

步骤102、系统控制总站对实时铣削轨迹数据进行处理，并根据预设铣削轨迹曲线，计算得到铣削修正参数，将铣削修正参数发送到铣削机器人；

在本步骤中，系统控制总站对实时铣削轨迹数据进行处理，并根据预设铣削轨迹曲线，计算得到铣削修正参数，包括：系统控制总站对实时铣削轨迹数据进行拟合处理，得到实时铣削轨迹曲线；基于最小二乘法，将实时运动轨迹曲线与预设铣削轨迹曲线进行对比，计算得到实时运动轨迹曲线与预设铣削轨迹曲线之间的距离偏差，根据距离偏差得到铣削修正参数。

步骤103、铣削机器人根据铣削修正参数调整铣削轨迹。

从本实施例可知，通过激光跟踪仪采集铣削机器人的实时铣削轨迹数据，并将实时铣削轨迹数据发送到系统控制总站，系统控制总站对实时铣削轨迹数据进行处理，并根据预设铣削轨迹曲线，计算得到铣削修正参数，将铣削修正参数发送到铣削机器人，铣削机器人根据铣削修正参数调整铣削轨迹，本发明实现了对铣削机器人的铣削轨迹进行实时的调整，解决了现有技术中只是根据预设铣削轨迹曲线进行铣削时，由于铣削过程产生振动而导致铣削轨迹出现偏差的问题。

图2为本发明一种铣削机器人控制方法的另一个示例性实施例流程图，如图2所示，在上述实施例的基础上，该铣削机器人控制方法包括以下步骤：

步骤201：激光跟踪仪根据所述预设铣削轨迹曲线确定所述激光跟踪仪的安装位置。

其中，根据设计轨迹曲线确定激光跟踪仪的安装位置，以避免测量过程中激光跟踪仪的测量光线被遮挡。

步骤202：激光跟踪仪根据预设的铣削走刀最大速度和激光跟踪仪的测量精度确定采集实时铣削轨迹数据的采集频率。

其中，激光跟踪仪是一种典型的球坐标测量系统，其测量精度可以达到15μm±7.5μm/m；实时铣削轨迹数据可以是激光跟踪仪测量的铣刀坐标值。

步骤203：激光跟踪仪根据预设的完成预设铣削轨迹的时间，确定激光跟踪仪采集实时铣削轨迹数据的采集时长。

步骤204：激光跟踪仪根据采集频率和采集时长，采集铣削机器人的实时铣削轨迹数据。

步骤205：激光跟踪仪将实时铣削轨迹数据发送到系统控制总站。

在本步骤中，激光跟踪仪首先将实时铣削轨迹数据发送到激光跟踪仪从站，激光跟踪仪从站将实时铣削轨迹数据发送到系统控制总站。

其中，激光跟踪仪从站与系统控制总站通过现场总线连接，激光跟踪仪从站的智能感知模块与系统控制总站通过串口通讯的方式进行实时铣削轨迹数据的传输。

激光跟踪仪与激光跟踪仪从站通过现场总线连接。其中，激光跟踪仪从站中与嵌入式智能感知模块通过串口连接，该智能感知模块与激光跟踪仪通过TCP/IP协议进行实时铣削轨迹数据的传输。

步骤206：系统控制总站对实时铣削轨迹数据进行处理，并根据预设铣削轨迹曲线，计算得到铣削修正参数。

具体的，系统控制总站对实时铣削轨迹数据进行拟合处理，得到实时铣削轨迹曲线；基于最小二乘法，将实时运动轨迹曲线与预设铣削轨迹曲线进行对比，计算得到实时运动轨迹曲线与预设铣削轨迹曲线之间的距离偏差，根据距离偏差得到铣削修正参数。

步骤207：系统控制总站将铣削修正参数发送到铣削机器人。

其中，上述实时铣削轨迹数据和铣削修正参数等数据在现场总线中通过以太网帧方式传输，且以太网帧可以是标准以太网帧或非标准以太网帧；而且现场总线可以是以硬件的方式实现的，是独立于运行系统和CPU之外的。

其中，现场总线传输速度为每30微秒1000个二进制位，具有极高的带宽传输速度，现场总线基本支持目前所有符合工业标准的仪器的从站控制终端，具有较强的扩展功能。

其中，在步骤201之前，还可对激光跟踪仪、激光跟踪仪从站和铣削机器人控制器从站之间的联通情况进行系统通信测试，包括：激光跟踪仪从站发送测试指令到激光跟踪仪，若激光跟踪仪作出与测试指令相应的响应则证明联通激光跟踪仪从站与激光跟踪仪联通正常。激光跟踪仪从站与系统控制总站、系统控制总站与铣削机器人控制从站之间的联通情况测试与上述测试原理一致，这里不再赘述。

从本实施例可知，通过激光跟踪仪采集铣削机器人的实时铣削轨迹数据，并将实时铣削轨迹数据发送到系统控制总站，系统控制总站对实时铣削轨迹数据进行处理，并根据预设铣削轨迹曲线，计算得到铣削修正参数，将铣削修正参数发送到铣削机器人，铣削机器人根据铣削修正参数调整铣削轨迹，本发明实现了对铣削机器人的铣削轨迹进行实时的调整，解决了现有技术中只是根据预设铣削轨迹曲线进行铣削时，由于铣削过程产生振动而导致铣削轨迹出现偏差的问题。

在上述实施例基础上，

可选的，系统控制总站对实时铣削轨迹数据进行拟合得到实时运动轨迹曲线之前，还包括：系统控制总站对接收到的实时铣削轨迹数据中不满足合格阈值的坏点进行删除处理；基于卡尔曼滤波，对经过删除处理后的实时铣削轨迹数据进行优化处理。

可选的，激光跟踪仪采集铣削机器人的实时铣削轨迹数据之前，还包括：在铣削机器人上设置至少三个球形镜面发射器球形镜面发射器；相应的，激光跟踪仪采集铣削机器人的实时铣削轨迹数据，包括：激光跟踪仪根据采集频率，发射激光采集信号到至少三个球形镜面发射器中的一个或多个；激光跟踪仪接收至少三个球形镜面发射器中的一个或多个返回激光采集响应信号；激光跟踪仪根据激光采集响应信号计算得到实时铣削轨迹数据。

参见图3，为本发明一种铣削机器人控制系统的一个示例性实施例结构示意图，该铣削机器人控制系统，包括：激光跟踪仪301，铣削机器人302，系统控制总站303；

激光跟踪仪301和铣削机器人分别与系统控制总站连接；

激光跟踪仪301，用于采集铣削机器人的实时铣削轨迹数据，并将实时铣削轨迹数据发送到系统控制总站；

系统控制总站302，用于对实时铣削轨迹数据进行处理，并根据预设铣削轨迹曲线，计算得到铣削修正参数，将铣削修正参数发送到铣削机器人；

铣削机器人303，用于根据铣削修正参数调整铣削轨迹。

从上述实施例可知，通过激光跟踪仪采集铣削机器人的实时铣削轨迹数据，并将实时铣削轨迹数据发送到系统控制总站，系统控制总站对实时铣削轨迹数据进行处理，并根据预设铣削轨迹曲线，计算得到铣削修正参数，将铣削修正参数发送到铣削机器人，铣削机器人根据铣削修正参数调整铣削轨迹，本发明实现了对铣削机器人的铣削轨迹进行实时的调整，解决了现有技术中只是根据预设铣削轨迹曲线进行铣削时，由于铣削过程产生振动而导致铣削轨迹出现偏差的问题。

在上述实施例的基础上，

可选的，激光跟踪仪301，还用于根据预设铣削轨迹曲线确定激光跟踪仪的安装位置；根据预设的铣削走刀最大速度和激光跟踪仪的测量精度确定采集实时铣削轨迹数据的采集频率；根据预设的完成预设铣削轨迹的时间，确定激光跟踪仪采集实时铣削轨迹数据的采集时长；并具体用于根据采集频率和采集时长，采集铣削机器人的实时铣削轨迹数据。

可选的，系统控制总站302，具体用于对实时铣削轨迹数据进行拟合得到实时运动轨迹曲线；基于最小二乘法，将实时运动轨迹曲线与预设铣削轨迹曲线进行对比，计算得到实时运动轨迹曲线与预设铣削轨迹曲线之间的距离偏差，根据距离偏差得到铣削修正参数。

可选的，系统控制总站302，还用于系统控制总站对接收到的实时铣削轨迹数据中明显不符合逻辑的坏点进行删除预处理；基于卡尔曼滤波，对经过删除处理的实时铣削轨迹数据进行优化处理。

可选的，铣削机器人303上设置有至少三个球形镜面发射器；激光跟踪仪301，具体用于根据采集频率，发射激光采集信号到至少三个球形镜面发射器中的一个或多个；并接收至少三个球形镜面发射器中的一个或多个返回激光采集响应信号；根据激光采集响应信号计算得到实时铣削轨迹数据。

可选的，参见图3，该铣削机器人控制系统，还可以包括：激光跟踪仪从站304，铣削机器人控制从站305，

其中，激光跟踪仪从站304，用于接收激光跟踪仪发送的实时铣削轨迹数据，并将该实时铣削轨迹数据数据发送到系统控制总站。激光跟踪仪与激光跟踪仪从站通过现场总线连接。激光跟踪仪从站中与激光跟踪仪连接的的接口嵌入式智能感知模块，该智能感知模块与激光跟踪仪通过TCP/IP协议进行实时铣削轨迹数据的传输。

铣削机器人控制从站305，用于接收系统控制总站发送的铣削修正参数，并将该铣削修正参数发送到铣削机器人。系统控制总站与铣削机器人控制从站通过现场总线连接连接。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。