[發(fā)明專利]一種基于打磨模型和迭代算法的機器人恒力打磨系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010746586.1
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111975579B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張鐵;肖蒙;鄒焱飚;陳首彥
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué);中山市華南理工大學(xué)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院
• 主分類號: B24B27/00
• 分類號: B24B27/00;B24B49/16;B25J11/00;B25J9/16
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 江裕強

本發(fā)明公開了一種基于打磨模型和迭代算法的機器人恒力打磨系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括機器人、工作臺、打磨工具、六維力傳感器、上位機和機器人控制柜；所述工作臺放置在機器人前方，工作臺上放置有待打磨的工件，機器人前端設(shè)置有打磨工具，六維力傳感器設(shè)置在機器人前端與打磨工具的連接處；六維力傳感器內(nèi)部設(shè)有力信號采集模塊，用于采集力信號，并將力信號發(fā)送給上位機；上位機運行程序后將控制信號發(fā)給機器人控制柜，通過機器人控制柜控制機器人。本發(fā)明解決了現(xiàn)有機器人曲打磨時在沖擊階段和加工階段難以得到恒定力的問題，具有能在線更新控制參數(shù)，超調(diào)量小的特點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機器人恒力打磨控制領(lǐng)域，特別涉及一種基于打磨模型和迭代算法的機器人恒力打磨系統(tǒng)。

背景技術(shù)

利用機器人對曲面工件打磨時，機器人在約束空間內(nèi)工作沿著設(shè)定軌跡運動，由于機器人自身開鏈結(jié)構(gòu)和減速器結(jié)構(gòu)造成機器人整體剛度不足，導(dǎo)致機器人在工作過程中產(chǎn)生變形，從而難以到達設(shè)定的軌跡，同時機器人末端打磨刀具與工件之間的打磨作用會造成機器人振動，因此造成機器人打磨精度不高。

目前對機器人恒力打磨研究中，對沖擊階段控制的研究較少，對加工階段的研究大多停留傳統(tǒng)的控制方式，控制參數(shù)比較固定,而有些使用了智能算法,但是停留在仿真階段，如Tao等(A Sliding Mode Control-based on a RBF Neural Network for DeburringIndustry Robotic Systems)提出了一種將滑膜控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的力控制算法并應(yīng)用在機器人去毛刺中，得到了較好的仿真結(jié)果；Xu等(Application of novel forcecontrol strategies to enhance robotic abrasive belt grinding quality of aero-engine blades)采用了PI控制器應(yīng)用于復(fù)雜幾何形狀的機器人砂帶磨削，結(jié)合機器人位置控制，對機器人砂帶磨削過程進行研究；Sornmo等(Force controlled knife-grindingwith industrial robot)采用了PI控制器對輪廓與方向未知的刀具進行打磨，得到了較好的實驗效果；He等(Adaptive Force Control for Robotic Machining Process)在機器人打磨場景中提出了一種具有抗飽和算法自適應(yīng)PI算法。

目前針對沖擊階段控制的采用的方式為位置控制，使用位置控制時機器人法向力在沖擊過程中急速增大，快速超過設(shè)置的期望力，容易產(chǎn)生超調(diào)，嚴重時會造成機器人、打磨工具或力傳感器損壞；針對沖擊階段控制目前采用的主要方式為傳統(tǒng)基礎(chǔ)力控制，當(dāng)工件材料的不均勻性和機器人系統(tǒng)剛度不足，會造成機器人加工過程受力波動，由于外界環(huán)境時刻都發(fā)生變化，需要減少或者抑制這些干擾對加工過程的影響，傳統(tǒng)的控制方式中控制參數(shù)固定無法適應(yīng)外界環(huán)境的變化，而且影響最終加工精度。為了保護機器人打磨的設(shè)備以及提高機器人打磨加工精度，需要對機器人打磨沖擊階段進行力控制，同時對機器人打磨的加工階段的控制參數(shù)進行在線更新。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于打磨模型和迭代算法的機器人恒力打磨系統(tǒng)，旨在解決打磨力信號在沖擊階段容易造成超調(diào)和加工階段加工參數(shù)難以尋找的問題，實現(xiàn)機器人恒力打磨效果。

本發(fā)明的目的至少通過如下技術(shù)方案之一實現(xiàn)。

一種基于打磨模型和迭代算法的機器人恒力打磨系統(tǒng)，包括機器人、工作臺、打磨工具、六維力傳感器、上位機和機器人控制柜；

所述工作臺放置在機器人前方，工作臺上放置有待打磨的工件，機器人前端設(shè)置有打磨工具，六維力傳感器設(shè)置在機器人前端與打磨工具的連接處；六維力傳感器內(nèi)部設(shè)有力信號采集模塊，用于采集力信號，并將力信號發(fā)送給上位機；上位機運行程序后將控制信號發(fā)給機器人控制柜，通過機器人控制柜控制機器人；