[發明專利]一種打磨大型薄壁件的雙臂機器人協同減振方法

有效

• 申請號: 202011215803.0
• 申請日: 2020-11-04
• 公開（公告）號: CN112264852B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 王偉;王琦瓏;張子童;王春錚
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B24B7/00
• 分類號: B24B7/00;B24B41/00;B24B41/06
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 董旭東;趙荔

1.一種打磨大型薄壁件的雙臂機器人協同減振方法，其特征在于，實施減振時使用到的打磨減振裝置包括搬運機器人和打磨機器人，所述搬運機器人的搬運端連接有吸振器，打磨機器人的打磨端連接有力控制末端執行器，力控制末端執行器打磨薄壁件在左右方向上的一端，吸振器作用在薄壁件在左右方向上的另一端，包括以下步驟，

(1)分析并建立薄壁件的受迫振動的穩態響應模型；

(2)對兩邊固定兩邊自由的薄壁件開展模態測試，得到模態參數φ_mn，根據模態參數得到頻響函數實部G_mn；

(3)設定i的初始值，i＝1；

(4)輸入打磨端的位置，判斷打磨端的位置是否為打磨軌跡的終點，若是，則打磨結束；若不是，轉至步驟(5)；

(5)選定目標模態，控制搬運機器人動作使吸振器移動至選定的目標模態下的最大振幅所在位置{x_i,y_i}下，吸振器末端依靠真空吸盤吸附在薄壁件上；

(6)輸入下一個打磨端的位置，判斷下一個打磨位置是否為打磨軌跡的終點，若不是，預測下一個打磨位置下目標模態下的最大模態振幅位置，記為{x_i+1,y_i+1}，若{x_i,y_i}與{x_i+1,y_i+1}相同，則搬運機器人不動，若{x_i,y_i}與{x_i+1,y_i+1}不相同，則建立搬運任務，搬運機器人動作，搬運軌跡的終點是{x_i+1,y_i+1}；

(7)i++，返回步驟(5)；

步驟(1)中，薄壁件的受迫振動的穩態響應模型為，

其中，w(x,y,t)是大型薄壁件位置(x,y)在t時刻的振幅，W_mn(x,y)為大型薄壁件的固有振型，p為頻率，ds為單位面積dx*dy，M_mn為第(m,n)階廣義質量，w_mn為第(m,n)階振型函數對應的模態頻率，m為x方向對應的階數，n為y方向對應的階數，ρ為薄壁件的等效密度，h為薄壁件的厚度。

2.根據權利要求1所述的一種打磨大型薄壁件的雙臂機器人協同減振方法，其特征在于，所述步驟(5)中，選定目標模態的方法具體為，

(501)設計顯著度指標J_mn，J_mn＝r_mn∧p_mn∧q_mn∧s_mn∧t_mn×|G_mn(ω)|；

(502)選取J_mn最大值下對應的模態作為目標模態，并提取該目標模態振幅最大的位置坐標{x_i,y_i}；

其中，目標模態從模態集合中選擇，處于前s×t階模態中則r_mn＝1，否則r_mn＝0；

模態頻率是自激振動頻率ω_c的倍數或者低于ω_c，則p_mn＝1，否則p_mn＝0；

節線不是當前打磨位置則q_mn＝1，否則q_mn＝0；

忽略純平移或高階扭轉模態對打磨質量的影響，那么s_mn＝1，否則s_mn＝0；

反對稱振型對穩態響應沒有貢獻，那么t_mn＝0，否則t_mn＝1；

G_mn(ω)為系統頻響函數實部。