(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210950275.6 (22)申请日 2022.08.09 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115026683 A (43)申请公布日 2022.09.09 (73)专利权人 湖南大学 地址 410082 湖南省长 沙市岳麓区麓山 南 路1号 (72)发明人 王耀南　张荣华　谭浩然　毛建旭　 朱青　张辉　贾林　 (74)专利代理 机构 长沙市护航专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 43220 专利代理师 莫晓齐 (51)Int.Cl. B24B 19/14(2006.01)B24B 27/00(2006.01) B24B 49/12(2006.01) B24B 51/00(2006.01) B24B 41/06(2012.01) B25J 11/00(2006.01) B25J 9/16(2006.01) (56)对比文件 CN 111275665 A,2020.0 6.12 CN 108340249 A,2018.07.31 WO 2015024407 A1,2015.02.26 CN 10181 1301 A,2010.08.25 CN 110948365 A,2020.04.0 3 审查员 胡琰琰 (54)发明名称 一种基于多机器人协同的航空叶片磨抛装 置及控制方法 (57)摘要 本发明具体公开了一种基于多机器人协同 的航空叶片磨抛装置及控制方法。 所述磨抛装置 利用输送带和搬运机器人将待磨抛加工航空叶 片搬运至卡盘上固定； 然后， 通过双目相机对卡 盘上的航空叶片以及磨抛机器人和并联机器人 进行监测， 视觉处理模块基于所述监测 信息进行 数据处理， 获取磨抛机器人和并联机器人相对于 待磨抛加工航空叶片的位置姿态； 最后， 利用所 构建的磨抛机器人控制器和并联机器人控制器 进行协同控制实现待磨抛加工航空叶片的磨抛 加工。 该磨抛加工方法能够实现航空叶片的自动 化磨抛加工， 有效提升了航空叶片的磨抛效率和 磨抛精度， 提高了航空叶片的一 致性。 权利要求书4页 说明书9页 附图2页 CN 115026683 B 2022.10.25 CN 115026683 B 1.一种基于多机器人协同的航空叶片磨抛装置， 其特征在于， 包括控制系统 （1） 、 运送 系统、 视觉定位系统和磨抛加工系统， 其中： 所述运送系统与控制系统 （1） 连接用于将待磨抛加工的航空叶片进行运送， 包括机架 （21） 、 输送带 （22） 和搬运机器人 （23） ， 输送带 （22） 设于机架 （21） 上用于运送待磨抛加工的 航空叶片， 搬运机器人 （23） 的末端设有机械爪用于将 输送带 （22） 上运送的待磨抛加工的航 空叶片转移至磨抛加工系统； 视觉定位系统包括支架 （31） 、 调节器 （32） 、 双目相机 （33） 和视觉处理模块， 双目相机 （33） 设于支架 （31） 上用于对磨抛加工系统进行监测， 调节器 （32） 与支架 （31） 连接用于调节 支架 （31） 上双目相机 （33） 的高度和横向距离， 视觉处理模块用于接收和处理双目相机 （33） 的监测数据， 并基于处 理后的检测数据实现磨抛加工系统的磨抛加工作业； 磨抛加工系统用于对待磨抛加工的航空叶片进行磨抛加工， 包括磨抛机器人 （41） 、 并 联机器人 （42） 、 旋转平台 （43） 、 磨抛刀具 （44） 、 卡盘 （45） 、 驱动电机 （46） 和力传感器， 磨抛机 器人 （41） 和并联机器人 （42） 并联设置， 旋转平台 （43） 位于并联机器人 （42） 的上层平面， 且 旋转平台 （43） 的几何中心轴 与并联机器人 （42） 上层平 面的几何中心轴重合， 驱动电机 （46） 与旋转平台 （43） 连接用于控制旋转平台 （43） 旋转， 卡盘 （45） 固定位于旋转平台 （43） 上用于 夹持待加 工航空叶片， 且卡盘 （45） 的几何中心与旋转平 台 （43） 的几何中心轴重合， 力传感 器贴合设于卡盘 （45） 内用于监测卡盘 （45） 夹持航空叶片时内壁的受力情况， 磨抛刀具 （44） 固定位于磨抛机器人 （41） 末端执 行器上用于对航空叶片进行磨抛加工； 视觉处理模块用于接收和处理双目相机 （33） 的监测数据包括视觉处理模块对卡盘 （45） 上的航空 叶片实时监测数据进行数据处理以及对磨抛机器人 （41） 和并联机器人 （42） 的实时监测数据进行数据处理， 其中， 视觉处理模块对磨抛机器人 （41） 和并联机器人 （42） 的实时监测数据进行 数据处理的具体方式包括： 获取磨抛机器人 （41） 相对目标坐标系的姿态， 并计算磨抛机器人的实际加工轨迹和磨 抛机器人坐标系相对于目标坐标系的旋转矩阵； 定义并联机器人 （42） 的跟踪误差， 用公式表示 为： 式中， 和 分别为并联机器人的期望姿态与实际姿态， 期望姿态 由人 工示教或相关规划软件规划的轨迹确定， 实际姿态 通过双目相机监测获得， 为逆运动学求 解函数， 表示某一时刻； 构建并联机器人 （42） 控制器， 用公式表示 为： 式中， 和 以及 为可调节的控制器参数； S414、 定义磨抛机器人 （41） 的跟踪误差和滑模面， 其 中， 磨抛机器人 （41） 的跟踪误差用 公式表示 为：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115026683 B 2式中， 为期望的相对加工轨迹， 其由人工示教或相关规划软件规划的轨迹确 定， 为磨抛机器人的实际加工 轨迹； 所述磨抛机器人 （41） 的滑模面用公式表示 为： 式中， 为可调的控制器参数； 构建磨抛机器人 （41） 的控制器， 用公式表示 为： 式中， 和 以及 为可调的控制器参数。 2.根据权利要求1所述的基于多机器人协同的航空叶片磨抛装置， 其特征在于， 所述输 送带 （22） 上固定设有 若干个用于 置放航空叶片的载物台 （24） 。 3.根据权利要求2所述的基于多机器人协同的航空叶片磨抛装置， 其特征在于， 所述载 物台 （24） 上设有与航空叶片相匹配的凹槽， 通过所述凹槽实现航空叶片与载物台 （2 4） 的相 对固定。 4.根据权利要求3所述的基于多机器人协同的航空叶片磨抛装置， 其特征在于， 所述机 架 （21） 上设有用于实时监测载物台 （24） 上航空叶片的光电传感器 （25） ， 所述光电传感器 （25） 与控制系统 （1） 连接 。 5.一种基于多机器人协同的航空叶片磨抛控制方法， 其特征在于， 所述方法基于权利 要求4所述的基于多机器人协同的航空叶片 磨抛装置进行航空叶片 磨抛， 其包括以下步骤： S1、 启动所述磨抛装置； S2、 控制系统 （1） 控制输送带 （22） 运送待磨抛加工的航空叶片， 并利用搬运机器人 （23） 将输送带 （2 2） 上的航空叶片搬运至卡盘 （45） ； S3、 利用双目相机 （33） 对卡盘 （45） 上的航空叶片以及磨抛机器人 （41） 和并联机器人 （42） 进行监测并将监测数据发送给视 觉处理模块； S4、 视觉处理模块对所接收的监测数据进行数据处理， 并基于处理后的数据信息协同 控制磨抛机器人 （41） 和并联机器人 （42） ， 进 而完成航空叶片的协同磨抛加工 。 6.根据权利要求5所述的基于多机器人协同的航空叶片磨抛控制方法， 其特征在于， 所 述步骤S2的具体实现方式包括： S21、 利用所述控制系统 （1） 控制输送带 （22） 运转， 并将待磨抛加工的航空叶片放置于 载物台 （24） 中并使 待磨抛加工航空叶片与载物台 （24） 相对固定； S22、 利用光电传感器 （25） 实时监测， 直至待磨抛加工航空叶片输送至预设位置时， 控 制系统 （1） 控制输送带 （2 2） 暂停运 转， 并发送搬运信号给 搬运机器人 （23） ； S23、 搬运机器人 （23） 接收到搬运信号后， 将待磨抛加工的航空叶片搬运至卡盘 （45） 中 固定并进行夹持；权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115026683 B 3