本發(fā)明涉及一種機(jī)器人自動(dòng)銑削加工系統(tǒng)，特別是公開(kāi)一種飛機(jī)數(shù)字化裝配中的高效高精機(jī)器人自動(dòng)銑削系統(tǒng)，應(yīng)用于航空領(lǐng)域大型裝備數(shù)字化裝配過(guò)程中對(duì)典型的各種鈦合金零件、復(fù)合材料、鋁等疊層材料的飛機(jī)壁板、機(jī)身筒段、口蓋、門類及蒙皮類零件的裝配余量進(jìn)行自動(dòng)銑削加工，以及其他領(lǐng)域類似情形的零部件的自動(dòng)銑削加工。

背景技術(shù)：

目前，航空領(lǐng)域飛機(jī)裝配生產(chǎn)線上飛機(jī)大型部件壁板、口蓋、門類及蒙皮類零件對(duì)接裝配時(shí)，常采用人工打磨裝配余量，工作強(qiáng)度高，效率低，尤其在打磨復(fù)合材料時(shí)會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)影響工人的身心健康。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種飛機(jī)數(shù)字化裝配中的高效高精機(jī)器人自動(dòng)銑削系統(tǒng)，采用數(shù)字化的方法和全新的銑削加工工藝流程，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)銑削功能，代替人工打磨飛機(jī)裝配余量，解決裝配過(guò)程中余量不均勻、難修配、工作效率低等問(wèn)題，并滿足高效高精的要求，提升飛機(jī)裝配精度、裝配效率，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種飛機(jī)數(shù)字化裝配中的高效高精機(jī)器人自動(dòng)銑削系統(tǒng)，其特征在于：所述機(jī)器人自動(dòng)銑削系統(tǒng)包括機(jī)器人離線編程及仿真系統(tǒng)、機(jī)器人自動(dòng)控制系統(tǒng)、agv小車、設(shè)置在agv小車上的工作平臺(tái)、設(shè)置在工作平臺(tái)上的柔性定位工裝系統(tǒng)、加工系統(tǒng)、輔助夾持系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)；所述加工系統(tǒng)包括加工機(jī)器人及與其連接的加工末端執(zhí)行器；所述輔助夾持系統(tǒng)包括輔助夾持機(jī)器人及與其連接的輔助夾持末端執(zhí)行器；所述機(jī)器人自動(dòng)銑削系統(tǒng)的加工對(duì)象包括飛機(jī)大部件和飛機(jī)小部件。

所述柔性定位工裝系統(tǒng)用于飛機(jī)小部件的定位夾持，所述柔性定位工裝系統(tǒng)通過(guò)連接平臺(tái)固定在所述工作平臺(tái)上，所述連接平臺(tái)上設(shè)有16組可伸縮式真空柔性?shī)A持裝置，每組可伸縮式真空柔性?shī)A持裝置均包括依次連接的伺服電機(jī)、直線引動(dòng)器、伸縮支架和真空吸盤；所述可伸縮式真空柔性?shī)A持裝置由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)直線引動(dòng)器中的絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)螺母做直線運(yùn)動(dòng)，所述螺母上固定有滑座，所述滑座與所述伸縮支架連接在一起，所述真空吸盤安裝在伸縮支架上，實(shí)現(xiàn)了真空吸盤與工件之間距離的調(diào)節(jié)。

所述加工系統(tǒng)還設(shè)有與所述加工機(jī)器人連接的加工機(jī)器人底座，所述加工系統(tǒng)通過(guò)加工機(jī)器人底座與所述工作平臺(tái)連接；所述加工機(jī)器人為用于銑削加工的工業(yè)機(jī)器人；所述加工末端執(zhí)行器包括高速主軸電機(jī)、抱夾、法蘭機(jī)構(gòu)、吸塵通道、分別與吸塵通道連接的伸縮氣缸和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述加工末端執(zhí)行器通過(guò)法蘭機(jī)構(gòu)與所述加工機(jī)器人呈45度角連接，所述加工末端執(zhí)行器通過(guò)加工末端執(zhí)行器快換裝置安裝在所述加工機(jī)器人上，所述加工末端執(zhí)行器快換裝置實(shí)現(xiàn)加工末端執(zhí)行器和測(cè)量系統(tǒng)的快速更換；所述高速主軸電機(jī)由所述抱夾抱死在法蘭機(jī)構(gòu)中；所述吸塵通道設(shè)置在所述加工末端執(zhí)行器的支架上，所述吸塵通道上方設(shè)有所述伸縮氣缸和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述吸塵通道通過(guò)所述伸縮氣缸的伸縮實(shí)現(xiàn)刀柄快速換刀，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由一個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)帶動(dòng)吸塵通道轉(zhuǎn)動(dòng)，用于吸塵通道的吸塵口與加工工件干涉時(shí)使用。

所述輔助夾持系統(tǒng)還設(shè)有與所述輔助夾持機(jī)器人連接的輔助夾持機(jī)器人底座，所述輔助夾持系統(tǒng)通過(guò)輔助夾持機(jī)器人底座與所述工作平臺(tái)連接；所述輔助夾持機(jī)器人為用于輔助夾持的工業(yè)機(jī)器人；所述輔助夾持末端執(zhí)行器包括連接法蘭板、設(shè)置在連接法蘭板上的真空發(fā)生器、真空度檢測(cè)儀、五組可伸縮式真空吸附裝置，每組可伸縮式真空吸附裝置均包括依次連接的伺服電機(jī)、直線引動(dòng)器、移動(dòng)連接板、真空吸盤，所述五組可伸縮式真空吸附裝置均勻分布在所述連接法蘭板上，所述輔助夾持末端執(zhí)行器通過(guò)連接法蘭板與所述輔助夾持機(jī)器人呈45度角連接；所述可伸縮式真空吸附裝置由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)直線引動(dòng)器中的絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)螺母做直線運(yùn)動(dòng)，所述螺母上固定有滑座，所述滑座與所述移動(dòng)連接板連接在一起，所述真空吸盤安裝在移動(dòng)連接板上，實(shí)現(xiàn)了真空吸盤與工件之間距離的調(diào)節(jié)。

所述測(cè)量系統(tǒng)為三維視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)，所述測(cè)量系統(tǒng)包括坐標(biāo)跟蹤系統(tǒng)和掃描系統(tǒng)，所述測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)所述坐標(biāo)跟蹤系統(tǒng)的跟蹤器實(shí)時(shí)跟蹤所述掃描系統(tǒng)的雙相機(jī)動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)；所述測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)快換裝置安裝在所述加工機(jī)器人上，所述測(cè)量系統(tǒng)快換裝置實(shí)現(xiàn)加工末端執(zhí)行器和測(cè)量系統(tǒng)的快速更換。

所述agv小車與所述工作平臺(tái)的鋼梁連接，連接處設(shè)置有4個(gè)定位銷，防止所述工作平臺(tái)在agv小車爬坡時(shí)側(cè)滑；所述agv小車包括底盤車架、輪組套件、頂升裝置、綜控箱、伺服控制箱、供配電箱、蓄電池組、輔助電氣；所述agv小車用于托載所述工作平臺(tái)移動(dòng)到達(dá)指定的工作區(qū)域；所述工作平臺(tái)設(shè)有4個(gè)支腿接觸地面做平臺(tái)支撐，在工作狀態(tài)下agv小車不受力，需要移動(dòng)時(shí)，agv小車托起工作平臺(tái)，4個(gè)支腿脫離地面，整體移動(dòng)到指定工作位置后工作平臺(tái)降落在地面上固定不動(dòng)；所述agv小車通過(guò)液壓升降將所述工作平臺(tái)脫離或降落地面；所述工作平臺(tái)的4個(gè)支腿均設(shè)置有錨固機(jī)構(gòu)，用于防止出現(xiàn)虛腿情況，所述錨固機(jī)構(gòu)包括電液推桿和鉸接支座，所述鉸接支座的球形鉸接用于不平地面調(diào)平用，所述球形鉸接設(shè)置有壓力傳感器用于反饋壓力。

所述工作平臺(tái)上還設(shè)有用于滿足加工不同材料以及粗加工和精加工時(shí)換刀的需要的刀庫(kù)、用于對(duì)所述加工末端執(zhí)行器和輔助夾持末端執(zhí)行器的刀具位姿進(jìn)行精確計(jì)算和校核的對(duì)刀儀、用于冷卻所述加工末端執(zhí)行器的高速主軸電機(jī)的工業(yè)水冷機(jī)、安裝有氣動(dòng)控制元件系統(tǒng)的氣動(dòng)柜、加工末端執(zhí)行器快換支架、測(cè)量系統(tǒng)快換支架，所述工作平臺(tái)側(cè)面設(shè)有用于安裝電氣控制元件系統(tǒng)的電氣柜、用于控制機(jī)器人的啟動(dòng)和運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的機(jī)器人控制及驅(qū)動(dòng)柜、用于安裝吸塵器的吸塵器柜，所述吸塵器通過(guò)所述加工末端執(zhí)行器的吸塵通道吸附加工工件所產(chǎn)生的粉塵碎屑。

所述飛機(jī)大部件為裝配型架上已裝配成盒段的飛機(jī)壁板或機(jī)身筒段；所述飛機(jī)小部件為口蓋、門類及蒙皮類組件邊部。

所述機(jī)器人離線編程及仿真系統(tǒng)首先使用激光跟蹤儀對(duì)整個(gè)系統(tǒng)建立世界坐標(biāo)系，然后采用所述坐標(biāo)跟蹤系統(tǒng)和掃描系統(tǒng)生成點(diǎn)云文件，geomagic處理點(diǎn)云文件生成實(shí)際數(shù)模，再通過(guò)虛擬裝配比對(duì)理論數(shù)模標(biāo)示好待加工區(qū)域，然后采用robotmaster等路徑規(guī)劃軟件進(jìn)行銑削路徑規(guī)劃，并進(jìn)行加工機(jī)器人銑削仿真，根據(jù)仿真結(jié)果，改進(jìn)加工機(jī)器人的銑削加工位置及機(jī)器人的位姿；銑削路徑規(guī)劃之后處理相關(guān)數(shù)據(jù)并實(shí)行離線編程，生成能識(shí)別的自動(dòng)銑削程序并形成文件。

所述機(jī)器人自動(dòng)控制系統(tǒng)是機(jī)器人運(yùn)行的大腦，用于控制工業(yè)機(jī)器人在工作空間中的運(yùn)動(dòng)位置、姿態(tài)和軌跡、操作順序及動(dòng)作的時(shí)間等。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用數(shù)字化的方法，針對(duì)飛機(jī)裝配過(guò)程中的各種鈦合金零件、復(fù)合材料、鋁等疊層材料的飛機(jī)壁板、機(jī)身筒段、口蓋、門類及蒙皮類零件的裝配余量進(jìn)行機(jī)器人自動(dòng)銑削加工，代替人工打磨飛機(jī)裝配余量，解決裝配過(guò)程中余量打磨不均勻、難修配、工作效率低等問(wèn)題，達(dá)到高效率、高精度、高可靠性，提升飛機(jī)裝配精度、裝配效率，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保障工人的身心健康；本發(fā)明也可以用于其他領(lǐng)域類似情形的零部件的自動(dòng)銑削加工。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的俯視圖。

圖3是圖1的左視圖。

圖4是本發(fā)明柔性定位工裝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明柔性定位工裝系統(tǒng)的主視圖。

圖6是本發(fā)明加工機(jī)器人和加工機(jī)器人底座的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是本發(fā)明加工末端執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是圖7的右視圖。

圖9是本發(fā)明輔助夾持機(jī)器人和輔助夾持機(jī)器人底座的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10是本發(fā)明輔助夾持末端執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11是本發(fā)明輔助夾持末端執(zhí)行器的主視圖。

圖12是圖11的右視圖。

圖13是本發(fā)明agv小車和工作平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖14是本發(fā)明測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖15是本發(fā)明工作平臺(tái)的支腿的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖16是圖15的右視圖。

在圖中：1、agv小車；2、工作平臺(tái)；3、柔性定位工裝系統(tǒng)；4、加工系統(tǒng)；5、輔助夾持系統(tǒng)；6、測(cè)量系統(tǒng)；21、工業(yè)水冷機(jī)；22、氣動(dòng)柜；23、加工末端執(zhí)行器快換支架；24、測(cè)量系統(tǒng)快換支架；25、電氣柜；26、機(jī)器人控制及驅(qū)動(dòng)柜；27、吸塵器柜；31、連接平臺(tái)；32、可伸縮式真空柔性?shī)A持裝置；41、加工機(jī)器人底座；42、加工機(jī)器人；43、加工末端執(zhí)行器；431、高速主軸電機(jī)；432、抱夾；433、法蘭機(jī)構(gòu)；434、吸塵通道；435、伸縮氣缸；436、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；437、吸塵口；438、加工末端執(zhí)行器快換裝置；51、輔助夾持機(jī)器人底座；52、輔助夾持機(jī)器人；53、輔助夾持末端執(zhí)行器；531、連接法蘭板；532、真空發(fā)生器；533、可伸縮式真空吸附裝置；61、坐標(biāo)跟蹤系統(tǒng)；62、掃描系統(tǒng)；63、測(cè)量系統(tǒng)快換裝置；71、伺服電機(jī)；72、直線引動(dòng)器；73、伸縮支架；74、真空吸盤；75、移動(dòng)連接板；81、支腿；82、電液推桿；83、鉸接支座；84、球形鉸接；85、壓力傳感器。

具體實(shí)施方式

根據(jù)附圖1～16，本發(fā)明飛機(jī)數(shù)字化裝配中的高效高精機(jī)器人自動(dòng)銑削系統(tǒng)，包括機(jī)器人離線編程及仿真系統(tǒng)、機(jī)器人自動(dòng)控制系統(tǒng)、agv小車1、設(shè)置在agv小車1上的工作平臺(tái)2、設(shè)置在工作平臺(tái)2上的柔性定位工裝系統(tǒng)3、加工系統(tǒng)4、輔助夾持系統(tǒng)5、測(cè)量系統(tǒng)6；所述加工系統(tǒng)4包括加工機(jī)器人42及與其連接的加工末端執(zhí)行器43；所述輔助夾持系統(tǒng)5包括輔助夾持機(jī)器人52及與其連接的輔助夾持末端執(zhí)行器53；所述機(jī)器人自動(dòng)銑削系統(tǒng)的加工對(duì)象包括飛機(jī)大部件和飛機(jī)小部件。

所述柔性定位工裝系統(tǒng)3用于飛機(jī)小部件的定位夾持，所述柔性定位工裝系統(tǒng)3通過(guò)連接平臺(tái)31固定在所述工作平臺(tái)2上，所述連接平臺(tái)31上設(shè)有16組可伸縮式真空柔性?shī)A持裝置32，每組可伸縮式真空柔性?shī)A持裝置32均包括依次連接的伺服電機(jī)71、直線引動(dòng)器72、伸縮支架73和真空吸盤74；所述可伸縮式真空柔性?shī)A持裝置32由伺服電機(jī)71驅(qū)動(dòng)直線引動(dòng)器72中的絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)螺母做直線運(yùn)動(dòng)，所述螺母上固定有滑座，所述滑座與所述伸縮支架73連接在一起，所述真空吸盤74安裝在伸縮支架73上，實(shí)現(xiàn)了真空吸盤74與工件之間距離的調(diào)節(jié)。

所述加工系統(tǒng)4還設(shè)有與所述加工機(jī)器人42連接的加工機(jī)器人底座41，所述加工系統(tǒng)4通過(guò)加工機(jī)器人底座41與所述工作平臺(tái)2連接；所述加工機(jī)器人42為用于銑削加工的工業(yè)機(jī)器人；所述加工末端執(zhí)行器43包括高速主軸電機(jī)431、抱夾432、法蘭機(jī)構(gòu)433、吸塵通道434、分別與吸塵通道434連接的伸縮氣缸435和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)436，所述加工末端執(zhí)行器43通過(guò)法蘭機(jī)構(gòu)433與所述加工機(jī)器人42呈45度角連接，所述加工末端執(zhí)行器43通過(guò)加工末端執(zhí)行器快換裝置438安裝在所述加工機(jī)器人42上，所述加工末端執(zhí)行器快換裝置438實(shí)現(xiàn)加工末端執(zhí)行器43和測(cè)量系統(tǒng)6的快速更換；所述高速主軸電機(jī)431由所述抱夾432抱死在法蘭機(jī)構(gòu)433中；所述吸塵通道434設(shè)置在所述加工末端執(zhí)行器43的支架上，所述吸塵通道434上方設(shè)有所述伸縮氣缸435和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)436，所述吸塵通道434通過(guò)所述伸縮氣缸435的伸縮實(shí)現(xiàn)刀柄快速換刀，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)436由一個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)帶動(dòng)吸塵通道434轉(zhuǎn)動(dòng)，用于吸塵通道434的吸塵口437與加工工件干涉時(shí)使用。

所述輔助夾持系統(tǒng)5還設(shè)有與所述輔助夾持機(jī)器人52連接的輔助夾持機(jī)器人底座51，所述輔助夾持系統(tǒng)5通過(guò)輔助夾持機(jī)器人底座51與所述工作平臺(tái)2連接；所述輔助夾持機(jī)器人52為用于輔助夾持的工業(yè)機(jī)器人；所述輔助夾持末端執(zhí)行器53包括連接法蘭板531、設(shè)置在連接法蘭板531上的真空發(fā)生器532、真空度檢測(cè)儀、五組可伸縮式真空吸附裝置533，每組可伸縮式真空吸附裝置533均包括依次連接的伺服電機(jī)71、直線引動(dòng)器72、移動(dòng)連接板75、真空吸盤74，所述五組可伸縮式真空吸附裝置533均勻分布在所述連接法蘭板531上，所述輔助夾持末端執(zhí)行器53通過(guò)連接法蘭板531與所述輔助夾持機(jī)器人52呈45度角連接；所述可伸縮式真空吸附裝置533由伺服電機(jī)71驅(qū)動(dòng)直線引動(dòng)器72中的絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)螺母做直線運(yùn)動(dòng)，所述螺母上固定有滑座，所述滑座與所述移動(dòng)連接板75連接在一起，所述真空吸盤74安裝在移動(dòng)連接板75上，實(shí)現(xiàn)了真空吸盤74與工件之間距離的調(diào)節(jié)。

所述測(cè)量系統(tǒng)6為三維視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)，所述測(cè)量系統(tǒng)6包括坐標(biāo)跟蹤系統(tǒng)61和掃描系統(tǒng)62，所述測(cè)量系統(tǒng)6通過(guò)所述坐標(biāo)跟蹤系統(tǒng)61的跟蹤器實(shí)時(shí)跟蹤所述掃描系統(tǒng)62的雙相機(jī)動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)；所述測(cè)量系統(tǒng)6通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)快換裝置63安裝在所述加工機(jī)器人42上，所述測(cè)量系統(tǒng)快換裝置63實(shí)現(xiàn)加工末端執(zhí)行器43和測(cè)量系統(tǒng)6的快速更換。

所述agv小車1與所述工作平臺(tái)2的鋼梁連接，連接處設(shè)置有4個(gè)定位銷，防止所述工作平臺(tái)2在agv小車1爬坡時(shí)側(cè)滑；所述agv小車1包括底盤車架、輪組套件、頂升裝置、綜控箱、伺服控制箱、供配電箱、蓄電池組、輔助電氣；所述agv小車1用于托載所述工作平臺(tái)2移動(dòng)到達(dá)指定的工作區(qū)域；所述工作平臺(tái)2設(shè)有4個(gè)支腿81接觸地面做平臺(tái)支撐，在工作狀態(tài)下agv小車1不受力，需要移動(dòng)時(shí)，agv小車1托起工作平臺(tái)2，4個(gè)支腿81脫離地面，整體移動(dòng)到指定工作位置后工作平臺(tái)2降落在地面上固定不動(dòng)；所述agv小車1通過(guò)液壓升降將所述工作平臺(tái)2脫離或降落地面；所述工作平臺(tái)2的4個(gè)支腿81均設(shè)置有錨固機(jī)構(gòu)，用于防止出現(xiàn)虛腿情況，所述錨固機(jī)構(gòu)包括電液推桿82和鉸接支座83，所述鉸接支座83的球形鉸接84用于不平地面調(diào)平用，所述球形鉸接84設(shè)置有壓力傳感器85用于反饋壓力。

所述工作平臺(tái)2上還設(shè)有用于滿足加工不同材料以及粗加工和精加工時(shí)換刀的需要的刀庫(kù)、用于對(duì)所述加工末端執(zhí)行器43和輔助夾持末端執(zhí)行器53的刀具位姿進(jìn)行精確計(jì)算和校核的對(duì)刀儀、用于冷卻所述加工末端執(zhí)行器43的高速主軸電機(jī)431的工業(yè)水冷機(jī)21、安裝有氣動(dòng)控制元件系統(tǒng)的氣動(dòng)柜22、加工末端執(zhí)行器快換支架23、測(cè)量系統(tǒng)快換支架24，所述工作平臺(tái)2側(cè)面設(shè)有用于安裝電氣控制元件系統(tǒng)的電氣柜25、用于控制機(jī)器人的啟動(dòng)和運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的機(jī)器人控制及驅(qū)動(dòng)柜26、用于安裝吸塵器的吸塵器柜27，所述吸塵器通過(guò)所述加工末端執(zhí)行器43的吸塵通道434吸附加工工件所產(chǎn)生的粉塵碎屑。

所述飛機(jī)大部件為裝配型架上已裝配成盒段的飛機(jī)壁板或機(jī)身筒段；所述飛機(jī)小部件為口蓋、門類及蒙皮類組件邊部。

所述加工機(jī)器人42采用abbirb6660六軸機(jī)器人，所述加工末端執(zhí)行器43通過(guò)法蘭機(jī)構(gòu)433與所述加工機(jī)器人42第六軸呈45度角連接。所述輔助夾持機(jī)器人52采用abbirb6620六軸機(jī)器人，所述輔助夾持末端執(zhí)行器53通過(guò)連接法蘭板531與所述輔助夾持機(jī)器人52第六軸呈45度角連接。所述測(cè)量系統(tǒng)6采用naviscan3dsystem的三維視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)，其融合了metronor公司的坐標(biāo)跟蹤系統(tǒng)和德國(guó)aicon掃描系統(tǒng)；所述測(cè)量系統(tǒng)6通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)快換裝置63安裝在所述加工機(jī)器人42第六軸上，所述測(cè)量系統(tǒng)快換裝置63實(shí)現(xiàn)加工末端執(zhí)行器43和測(cè)量系統(tǒng)6的快速更換。

所述機(jī)器人離線編程及仿真系統(tǒng)首先使用激光跟蹤儀對(duì)整個(gè)系統(tǒng)建立世界坐標(biāo)系，然后采用所述坐標(biāo)跟蹤系統(tǒng)61和掃描系統(tǒng)62生成點(diǎn)云文件，geomagic處理點(diǎn)云文件生成實(shí)際數(shù)模，再通過(guò)虛擬裝配比對(duì)理論數(shù)模標(biāo)示好待加工區(qū)域，然后采用robotmaster等路徑規(guī)劃軟件進(jìn)行銑削路徑規(guī)劃，并進(jìn)行加工機(jī)器人銑削仿真，根據(jù)仿真結(jié)果，改進(jìn)加工機(jī)器人42的銑削加工位置及機(jī)器人的位姿；銑削路徑規(guī)劃之后處理相關(guān)數(shù)據(jù)并實(shí)行離線編程，生成能識(shí)別的自動(dòng)銑削程序并形成文件。

所述機(jī)器人自動(dòng)控制系統(tǒng)是機(jī)器人運(yùn)行的大腦，用于控制工業(yè)機(jī)器人在工作空間中的運(yùn)動(dòng)位置、姿態(tài)和軌跡、操作順序及動(dòng)作的時(shí)間等。

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

實(shí)施例1

飛機(jī)大部件具體加工工藝流程如下：

步驟1：所述激光跟蹤儀對(duì)待裝配的前機(jī)身和中機(jī)身特征點(diǎn)進(jìn)行掃描，建立全局坐標(biāo)系，并通過(guò)接口將此全局坐標(biāo)系信息傳輸給所述測(cè)量系統(tǒng)6；

步驟2：所述測(cè)量系統(tǒng)6放置于所述測(cè)量系統(tǒng)快換支架24上，所述坐標(biāo)跟蹤系統(tǒng)61實(shí)時(shí)跟蹤所述掃描系統(tǒng)62的掃描頭，并在所述agv小車1適當(dāng)位置上放置4～5個(gè)靶球準(zhǔn)備位姿校正之用；

步驟3：控制所述agv小車1進(jìn)入加工區(qū)域第一個(gè)工位（加工機(jī)器人42先行進(jìn)入，且加工機(jī)器人底座41的中心與待加工機(jī)頭的中軸線保持一致）并錨固好；

步驟4：所述加工機(jī)器人42裝配所述測(cè)量系統(tǒng)6，所述掃描系統(tǒng)62對(duì)前機(jī)身部分和中機(jī)身部分進(jìn)行掃描，分別生成包含前機(jī)身特征點(diǎn)的加工區(qū)域點(diǎn)云文件和包含中機(jī)身特征點(diǎn)的裝配區(qū)域點(diǎn)云文件；

步驟5：將步驟4生成的兩個(gè)點(diǎn)云文件同時(shí)輸入到geomagic軟件里分別生成cad數(shù)模，并將這兩個(gè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工件的cad數(shù)模按照現(xiàn)場(chǎng)工藝要求進(jìn)行虛擬裝配，通過(guò)布爾運(yùn)算生成重疊區(qū)域，將兩個(gè)cad數(shù)模重疊區(qū)域前機(jī)身部分標(biāo)識(shí)出來(lái)，即是前機(jī)身部分的待加工區(qū)域，導(dǎo)出標(biāo)識(shí)了前機(jī)身部分待加工區(qū)域的cad數(shù)模（以areamill表示）；

步驟6：將步驟5生成的前機(jī)身部分待加工區(qū)域的cad數(shù)模導(dǎo)入robotmaster軟件進(jìn)行分析處理，進(jìn)行輔助夾持末端執(zhí)行器53吸附薄壁件的位置規(guī)劃，生成輔助夾持機(jī)器人52各個(gè)夾持位置的位姿指令，以及該位置輔助夾持末端執(zhí)行器53各個(gè)真空吸盤74的伸縮量，發(fā)送到所述機(jī)器人自動(dòng)控制系統(tǒng)，所述機(jī)器人自動(dòng)控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)輔助夾持機(jī)器人52固定好待加工區(qū)域；

步驟7：所述輔助夾持機(jī)器人52用輔助夾持末端執(zhí)行器53先將前機(jī)身部件水平方向最外側(cè)固定好；

步驟8：在夾持狀態(tài)下，所述加工機(jī)器人42通過(guò)所述測(cè)量系統(tǒng)6的掃描系統(tǒng)62對(duì)前機(jī)身部分以及放置靶球的agv小車部分進(jìn)行掃描，生成在全局坐標(biāo)系中定位的點(diǎn)云文件；

步驟9標(biāo)識(shí)出全局坐標(biāo)系下的待加工區(qū)域：geomagic軟件對(duì)步驟8生成的點(diǎn)云文件進(jìn)行處理，生成包含前機(jī)身和銑削系統(tǒng)特征點(diǎn)的前機(jī)身部件cad數(shù)模，并將該數(shù)模與步驟5生成的areamill進(jìn)行比對(duì)，將全局坐標(biāo)系下包含前機(jī)身和銑削系統(tǒng)特征點(diǎn)的前機(jī)身蒙皮cad數(shù)模的待加工區(qū)域標(biāo)識(shí)出來(lái)，生成前機(jī)身蒙皮待加工區(qū)域的cad數(shù)模；

步驟10刀具路徑規(guī)劃：將步驟9生成的前機(jī)身蒙皮待加工區(qū)域的cad數(shù)模輸入到robotmaster軟件進(jìn)行刀具路徑規(guī)劃，并生成指令文件，刀具路徑規(guī)劃遵循如下規(guī)則：（1）待加工區(qū)域按加工余量大小分為三個(gè)區(qū)域：粗加工區(qū)域（加工余量大于1mm）、精加工區(qū)域(加工余量大于0.3mm且小于等于1mm)和校驗(yàn)加工區(qū)域（加工余量小于等于0.3mm）；（2）粗加工區(qū)域采用較大進(jìn)給速度，較大切深；精加工區(qū)域采用較小進(jìn)給速度，較小切深；校驗(yàn)加工區(qū)域根據(jù)掃描校驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行加工，采用微小進(jìn)給速度、微小切深進(jìn)行加工；

步驟11銑削加工：將步驟10中robotmaster生成的指令文件輸入到所述機(jī)器人自動(dòng)控制系統(tǒng)中，所述機(jī)器人自動(dòng)控制系統(tǒng)控制所述加工機(jī)器人42將所述測(cè)量系統(tǒng)6放置于測(cè)量系統(tǒng)快換支架24上，然后換上所述加工末端執(zhí)行器快換支架23上的加工末端執(zhí)行器43，經(jīng)過(guò)對(duì)刀儀對(duì)刀后，啟動(dòng)銑削程序，對(duì)步驟7中輔助夾持末端執(zhí)行器53固定的待加工區(qū)域進(jìn)行銑削，當(dāng)精加工結(jié)束后，加工機(jī)器人42換刀，裝配測(cè)量系統(tǒng)6對(duì)已加工區(qū)域進(jìn)行掃描，輸出到geomagic軟件進(jìn)行處理，校驗(yàn)加工余量，當(dāng)加工余量大于0.3mm時(shí)仍遵循精加工方式，當(dāng)加工余量小于0.3mm時(shí)則采取校驗(yàn)加工方式，用微小進(jìn)給速度、微小切深進(jìn)行加工，并且每完成一次走刀，就要換刀，裝配測(cè)量系統(tǒng)6進(jìn)行校驗(yàn)，直到當(dāng)前輔助夾持末端執(zhí)行器53夾持區(qū)域滿足加工精度，加工機(jī)器人42保持裝配測(cè)量系統(tǒng)6狀態(tài)；

步驟12：將所述輔助夾持機(jī)器人52的輔助夾持末端執(zhí)行器53移動(dòng)到鄰近待加工區(qū)域固定好待銑削部分，然后進(jìn)行掃描生成點(diǎn)云文件，geomagic軟件對(duì)生成的點(diǎn)云文件進(jìn)行處理，生成包含前機(jī)身特征點(diǎn)的前機(jī)身蒙皮cad數(shù)模，將該數(shù)模與步驟5生成的areamill進(jìn)行比對(duì)，生成標(biāo)識(shí)好待加工區(qū)域的全局坐標(biāo)系下包含前機(jī)身特征點(diǎn)的前機(jī)身蒙皮cad數(shù)模；

步驟13進(jìn)行刀具路徑規(guī)劃和銑削加工：將步驟12生成的標(biāo)識(shí)好待加工區(qū)域的前機(jī)身蒙皮cad數(shù)模輸入到robotmaster軟件進(jìn)行刀具路徑規(guī)劃，并生成指令文件，刀具路徑規(guī)劃遵循的規(guī)則同步驟10一樣；將robotmaster生成的指令文件輸入到所述機(jī)器人自動(dòng)控制系統(tǒng)中，對(duì)步驟12中輔助夾持末端執(zhí)行器53固定的待加工區(qū)域進(jìn)行銑削，其他同步驟11一樣；

步驟14：重復(fù)步驟12～步驟13，直到第一個(gè)工位在滿足加工機(jī)器人42和輔助夾持機(jī)器人52可達(dá)性和不干涉性條件下的輔助夾持末端執(zhí)行器53可固定區(qū)域完成；

步驟15：然后控制agv小車1退出加工區(qū)域，調(diào)頭，進(jìn)入加工區(qū)域第二個(gè)工位（輔助夾持機(jī)器人52先行進(jìn)入，且加工機(jī)器人底座41的中心與待加工前機(jī)身的中軸線保持一致），所述輔助夾持機(jī)器人52用輔助夾持末端執(zhí)行器53將前機(jī)身部件水平方向另一側(cè)最外側(cè)先行固定好；

步驟16：重復(fù)步驟8～步驟14，直到所有的待加工區(qū)域都完成銑削加工；

步驟17：所述輔助夾持機(jī)器人52和加工機(jī)器人42縮回，完成飛機(jī)大部件的自動(dòng)銑削加工；

步驟18：所述agv小車1脫錨，并返回停車區(qū)。

實(shí)施例2

飛機(jī)小部件具體加工工藝流程如下：

步驟1：根據(jù)口蓋投影到所述柔性定位工裝系統(tǒng)3上的范圍確定真空吸盤74的布局，將各個(gè)真空吸盤74固定好后，用量尺確定好各個(gè)真空吸盤74相對(duì)于工裝基準(zhǔn)點(diǎn)的水平面坐標(biāo)；

步驟2：將口蓋的理論數(shù)模導(dǎo)入geomagic軟件里進(jìn)行仿真計(jì)算，根據(jù)口蓋的理論數(shù)模以及各個(gè)真空吸盤74相對(duì)于工裝基準(zhǔn)點(diǎn)的分布，計(jì)算所述柔性定位工裝系統(tǒng)3中各個(gè)真空吸盤74的伸縮高度；

步驟3：調(diào)節(jié)好各個(gè)真空吸盤74的高度；

步驟4：將口蓋的基準(zhǔn)點(diǎn)和工裝基準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)好，固定在柔性定位工裝系統(tǒng)3上；

步驟5：所述加工機(jī)器人42裝配所述測(cè)量系統(tǒng)6，所述掃描系統(tǒng)62對(duì)口蓋和柔性定位工裝系統(tǒng)3旁邊工作平臺(tái)2的靶球進(jìn)行掃描，生成包含加工機(jī)器人42和口蓋相對(duì)位置特征的待加工口蓋點(diǎn)云文件；

步驟6：將步驟5生成的待加工口蓋點(diǎn)云文件輸入到geomagic軟件里生成cad數(shù)模，并將該實(shí)際cad數(shù)模與理論cad數(shù)模進(jìn)行最佳擬合和比對(duì)，通過(guò)布爾運(yùn)算生成待加工區(qū)域，并將待加工區(qū)域標(biāo)識(shí)出來(lái)，生成標(biāo)識(shí)了待加工區(qū)域的口蓋數(shù)模；

步驟7：將步驟6生成的標(biāo)識(shí)了待加工區(qū)域的口蓋數(shù)模導(dǎo)入robotmaster軟件進(jìn)行刀具路徑規(guī)劃，并生成指令文件，刀具路徑規(guī)劃遵循如下規(guī)則：（1）待加工區(qū)域按加工余量大小分為三個(gè)區(qū)域：粗加工區(qū)域（加工余量大于1mm）、精加工區(qū)域(加工余量大于0.3mm且小于等于1mm)和校驗(yàn)加工區(qū)域（加工余量小于等于0.3mm）；（2）粗加工區(qū)域采用較大進(jìn)給速度，較大切深；精加工區(qū)域采用較小進(jìn)給速度，較小切深；校驗(yàn)加工區(qū)域根據(jù)掃描校驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行加工，采用微小進(jìn)給速度、微小切深進(jìn)行加工；

步驟8：將步驟7中robotmaster生成的指令文件輸入到所述機(jī)器人自動(dòng)控制系統(tǒng)中，所述機(jī)器人自動(dòng)控制系統(tǒng)控制所述加工機(jī)器人42將所述測(cè)量系統(tǒng)6放置于測(cè)量系統(tǒng)快換支架24上，然后換上所述加工末端執(zhí)行器快換支架23上的加工末端執(zhí)行器43，經(jīng)過(guò)對(duì)刀儀對(duì)刀后，啟動(dòng)銑削程序，對(duì)步驟4中柔性定位工裝系統(tǒng)3固定好的口蓋進(jìn)行銑削，當(dāng)精加工結(jié)束后，加工機(jī)器人42換刀，裝配測(cè)量系統(tǒng)6對(duì)已加工區(qū)域進(jìn)行掃描，輸出到geomagic軟件進(jìn)行處理，校驗(yàn)加工余量，當(dāng)加工余量大于0.3mm時(shí)仍遵循精加工方式，當(dāng)加工余量小于0.3mm時(shí)則采取校驗(yàn)加工方式，用微小進(jìn)給速度、微小切深進(jìn)行加工，并且每完成一次走刀，就要換刀，裝配測(cè)量系統(tǒng)6進(jìn)行校驗(yàn)，直到確認(rèn)口蓋滿足加工精度；

步驟9：所述加工機(jī)器人42將測(cè)量系統(tǒng)6放回測(cè)量系統(tǒng)快換支架24上，加工機(jī)器人42縮回，完成口蓋的自動(dòng)銑削加工。

本發(fā)明采用數(shù)字化的方法，針對(duì)飛機(jī)裝配過(guò)程中的各種鈦合金零件、復(fù)合材料、鋁等疊層材料的飛機(jī)壁板、機(jī)身筒段、口蓋、門類及蒙皮類零件的裝配余量進(jìn)行機(jī)器人自動(dòng)銑削加工，代替人工打磨飛機(jī)裝配余量，解決裝配過(guò)程中余量打磨不均勻、難修配、工作效率低等問(wèn)題，達(dá)到高效率、高精度、高可靠性，提升飛機(jī)裝配精度、裝配效率，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保障工人的身心健康；本發(fā)明也可以用于其他領(lǐng)域類似情形的零部件的自動(dòng)銑削加工。