工业机器人恒力打磨控制技术研究

• 作 者: 冯渊
• 出 处: 南京航空航天大学
• 发表日期: 2019年01期
• 关键词: 工业机器人 恒力打磨 重力补偿 模糊控制 导纳控制

工业机器人打磨应用越来越广泛,但还存在一些问题亟待解决。论文主要针对工业机器人恒力打磨控制的关键技术进行研究,结合导纳控制、重力补偿等关键技术和算法,开发出一套恒力打磨控制系统,最终达到了恒力指标,提升了试件表面质量。论文主要内容如下:首先,为了保证打磨时力的平顺性,对打磨轨迹进行了合理规划。通过行切法走刀、临界重叠区分析和加工曲线的曲率分析研究,得出了优化的轨迹。利用坐标系转换原理,取得了优化后轨迹磨削点的位姿量。其次,为了保持打磨时力值的恒定,对基于最小二乘法导纳控制策略做了改进。结合模糊控制策略对其进行了分析,并在阶跃信号仿真下验证了模糊策略改进方法的有效性。同时,引入了末端执行器重力补偿、机器人位移法向偏置算法,分别得到了法向纯接触力和机器人基坐标系下的准确偏移量数据。再次,为了验证模糊策略下导纳控制打磨方法的有效性,开发了一套恒力打磨系统。系统包含了主体机器人设备、软件框架、力值采集与处理模块、力位转换模块、机器人位姿实时采集模块等。最后,利用轨迹规划方法,通过RobotStudio仿真软件生成合理的曲面轨迹。在开发的恒力打磨控制系统上,分别利用基于最小二乘和基于模糊策略的导纳控制方法进行恒力打磨实验,对比后发现:达到了减小力值波动、降低试件表面粗糙度的目标,验证了本文提出方法的有效性。