[發(fā)明專利]一種涉及機(jī)器人的關(guān)節(jié)編碼器布置及減速機(jī)誤差抵消方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610157612.0
• 申請日: 2016-03-18
• 公開（公告）號: CN105666483B
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李正剛;陳立;黃川;金晶;郭龍;高黨波
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州新松機(jī)器人自動化有限公司
• 主分類號: B25J9/10
• 分類號: B25J9/10;B25J19/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 俞潤體;沈相權(quán)

1.一種涉及機(jī)器人的減速機(jī)布置結(jié)構(gòu)的誤差抵消方法，其特征在于：所述機(jī)器人包括大臂(1)和腰座(2)，所述的大臂(1)的底端設(shè)有腰座(2)，所述的腰座(2)中設(shè)有減速機(jī)(4)，所述的減速機(jī)(4)通過關(guān)節(jié)伺服電機(jī)(5)帶動，所述的減速機(jī)(4)的輸出端與大臂(1)相連接，所述的關(guān)節(jié)伺服電機(jī)(5)中設(shè)有內(nèi)部配置編碼器(6)，所述的大臂(1)中設(shè)有外部配置編碼器(7)；所述的內(nèi)部配置編碼器(6)與外部配置編碼器(7)呈水平對應(yīng)分布；

減速機(jī)布置結(jié)構(gòu)的誤差抵消方法包括：

(一)、前期裝配與分析：

關(guān)節(jié)伺服電機(jī)與減速機(jī)的外殼相連，共同安裝于腰座上，關(guān)節(jié)伺服電機(jī)與減速機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸的同軸度控制在0.03mm以下，減速機(jī)的輸出端與大臂相連，減速機(jī)與大臂的旋轉(zhuǎn)軸的同軸度控制在0.03mm以下，關(guān)節(jié)伺服電機(jī)中設(shè)有內(nèi)部配置編碼器，外部配置編碼器安裝于大臂之上，外部配置編碼器與大臂旋轉(zhuǎn)軸的同軸度控制在0.05mm以下；

關(guān)節(jié)伺服電機(jī)的內(nèi)部配置編碼器為多圈絕對值編碼器，由機(jī)械位置確定編碼，無需記憶尋找參考點，外部配置編碼器為增量型編碼器；

(二)、第一檢測部的角位置實時數(shù)據(jù)：

內(nèi)部配置編碼器為第一檢測部，關(guān)節(jié)運動時，帶動內(nèi)部配置編碼器內(nèi)部的碼盤進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，碼盤的機(jī)械角位置與其所編碼的信號唯一對應(yīng)，設(shè)內(nèi)置配置編碼器的零位碼盤值為w_i0，內(nèi)部配置編碼器的實時碼盤值為w_i1，碼盤值與角位置的變換關(guān)系為i，則第一檢測部的角位置實時數(shù)據(jù)表示為：

q_j1＝f(w_i1-w_i0，i)；

(三)、第二檢測部的角位置實時數(shù)據(jù)：

外部配置編碼器為第二檢測部，關(guān)節(jié)運動時，帶動外部配置編碼器內(nèi)部的碼盤旋轉(zhuǎn)，設(shè)外部配置編碼器的實時碼盤增量值為w_zj，則碼盤的實時角位置為：

那么,第二檢測部的角位置實時數(shù)據(jù)表示為:

q_j2＝f(w_j2-w_j0，j)

(四)、關(guān)節(jié)的角位置數(shù)據(jù)：

通過第一檢測部的角位置實時數(shù)據(jù)與第二檢測部的角位置實時數(shù)據(jù)，進(jìn)行做差處理，即第一檢測部所獲得的實時角位置數(shù)據(jù)與第二檢測部所獲得的實時角位置數(shù)據(jù)相減，得到關(guān)節(jié)角實時位置數(shù)據(jù)：

q_j＝q_j1-q_j2；

(五)、控制關(guān)節(jié)伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)：

設(shè)關(guān)節(jié)角實時期望位置數(shù)據(jù)為q_jq，將該數(shù)據(jù)與關(guān)節(jié)角實時位置數(shù)據(jù)進(jìn)行做差，得到關(guān)節(jié)角實時位置偏差數(shù)據(jù)：

q_je＝q_jq-q_j

對關(guān)節(jié)角實時位置偏差數(shù)據(jù)進(jìn)行PID處理，用kp、ki和kd表示比例、積分和微分因子，得到關(guān)節(jié)伺服電機(jī)實時輸入信號數(shù)據(jù)：

將關(guān)節(jié)伺服電機(jī)實時輸入信號數(shù)據(jù)發(fā)送至關(guān)節(jié)伺服電機(jī)驅(qū)動器，控制關(guān)節(jié)伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)，即能抵消減速機(jī)的誤差。