[發明專利]一種工業機器人恒力打磨方法

在審

• 申請號: 202110574992.9
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113199491A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 潘海鴻;韋穎;陳琳;張學濤;陳博揚;吳錫鵬;陳韜;唐秀瑩;梁安;張琦偉
• 申請（專利權）人: 廣西大學;廣西安博特智能科技有限公司
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J9/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種工業機器人恒力打磨方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、對機器人的力傳感器檢測到的力進行打磨工具的重力補償；

S2、根據打磨位置計算初始打磨數據，并控制機器人按照規劃的初始打磨數據進行運動，所述初始打磨數據包括初始路徑數據、初始位置數據和初始速度數據；

S3、根據實時反饋的打磨力數據計算機器人各關節上由于實時打磨力而產生的轉矩，并對相應的關節驅動器進行力矩補償；

S4、獲取實時反饋力數據并計算實時打磨力數據，根據實時打磨力數據更新初始打磨數據，形成修正打磨數據，控制機器人按新打磨路徑進行運動；

S5、打磨作業結束；

其中步驟S3和步驟S4在機器人打磨過程中同時進行。

2.如權利要求1所述的一種工業機器人恒力打磨方法，其特征在于：步驟S1具體包括如下步驟：

S11、力傳感器的零點數據記為:F₀＝[f_x0 f_y0 f_z0]^T，實際傳感器力的讀數記為:F＝[f_xf_y f_z]^T，末端工具重力記為G，G在力傳感器坐標系上產生的力和力矩記為:G_s＝[g_x g_y g_z]^T；

S12、末端工具重力G在機器人基坐標系O的分力表示為G₀＝[0 0 -G]^T，通過位姿變換矩陣，可得到G在傳感器坐標系S上的分力G_s＝[g_x g_y g_z]^T

其中：

——末端法蘭坐標E到傳感器坐標S的旋轉矩陣；

——基坐標系O到末端法蘭坐標E的旋轉矩陣；

A、B、C——機器人姿態角；s、c——三角函數sin、cos縮寫；

傳感器安裝偏角α采用如下公式計算求得，傳感器安裝偏角α是指傳感器坐標系X軸和末端法蘭坐標系X軸之間的偏轉角；

S13、為了結果的準確性，選取至少3組不同姿態下，通過實驗的方法，記錄下多組機器人姿態數據，從而求出安裝偏角α平均值，補償后得到的力方向的數值即為真實接觸力，經補償后的力F_r為：

F_r＝[f_x-f_x0-g_x f_y-f_y0-g_y f_z-f_z0-g_z]^T。

3.如權利要求1所述的一種工業機器人恒力打磨方法，其特征在于，所述步驟S4具體包括以下步驟：

S41、基于實時打磨力數據對初始位置數據進行修正以得到修正位置數據，通過以下公式將采集到的力F(i)轉換為當前位移修正量x(i)

其中，F(i)為機器人第i個采樣時刻末端受到的力，M_d為慣性系數，B_d為阻尼系數，K_d為剛度系數，x(i)、x(i-1)、x(i-2)為機器人第i個采樣時刻末端修正量、第i-1個采樣時刻末端修正量、第i-2個采樣時刻末端修正量；

S42、基于實時打磨力數據對初始速度數據進行修正以得到修正速度數據v(i)；

其中，T為采樣周期；

S43、基于實時打磨力數據對初始加速度數據進行修正以得到修正加速度數據；

其中，T為采樣周期，v(i)為步驟S41所得修正速度數據。

4.如權利要求1所述的一種工業機器人恒力打磨方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括如下步驟：

S31、數據經濾波處理后通過機器人動力學計算求得各個關節所需的轉矩；

S32、求取計算所得轉矩與實際驅動器力矩的差值，并經折算為電流值后輸入驅動器電流環進行力矩補償。