[發(fā)明專利]一種協(xié)作機(jī)器人磨拋工藝控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310197540.2
• 申請(qǐng)日: 2023-03-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116160300A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁亮;郭東旭;王靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號(hào): B24B1/00
• 分類號(hào): B24B1/00;B24B51/00;B24B49/00;B25J11/00
• 代理公司: 沈陽(yáng)優(yōu)普達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 陳曦

本發(fā)明公開(kāi)一種協(xié)作機(jī)器人磨拋工藝控制方法，包括如下步驟：步驟1：在機(jī)器人末端和磨拋工具之間安裝六維力/力矩傳感器，并自動(dòng)辨別六維力/力矩傳感器的初始值和磨拋工具的重力參數(shù)；步驟2：標(biāo)定待磨拋工件的用戶坐標(biāo)系，在示教中記錄磨拋軌跡；步驟3：執(zhí)行磨拋?zhàn)鳂I(yè)時(shí)，根據(jù)六維力/力矩傳感器采集的反饋力和力位混合控制調(diào)整磨拋工具與磨拋面間的接觸力和磨拋工具姿態(tài)，完成磨拋?zhàn)鳂I(yè)。本發(fā)明方法使用力位混合控制的方法，實(shí)現(xiàn)了協(xié)作機(jī)器人完成磨拋?zhàn)鳂I(yè)的功能，用機(jī)器人代替人工，提升磨拋效果，改善勞動(dòng)環(huán)境。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于磨拋加工控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種協(xié)作機(jī)器人磨拋工藝控制方法。

背景技術(shù)

目前，在機(jī)器人技術(shù)日益飛速發(fā)展的今天，隨著新一代工業(yè)機(jī)器人的興起，協(xié)作機(jī)器人控制技術(shù)受到普遍重視和廣泛應(yīng)用。不管是在3C領(lǐng)域、汽車零部件、還是五金件、壓鑄件、陶瓷制品等一些傳統(tǒng)制造行業(yè)，打磨拋光是最基本的一道工序，使用協(xié)作機(jī)器人實(shí)現(xiàn)打磨拋光功能，提供效果優(yōu)良、穩(wěn)定性高、操作簡(jiǎn)便的協(xié)作機(jī)器人磨拋工藝有著重要的意義。

目前一些機(jī)器人產(chǎn)品通過(guò)使用力傳感器提供的控制接口支持磨拋功能，這些產(chǎn)品大致分為兩類，第一類機(jī)器人只需要運(yùn)行固定軌跡，通過(guò)集成力傳感和液壓設(shè)備的磨拋工具實(shí)施被動(dòng)柔順，此類適應(yīng)的受磨拋工件只適用大批量生產(chǎn)的，表面平整的工件；第二類可以實(shí)現(xiàn)主動(dòng)的力控制，但不單獨(dú)針對(duì)磨拋，而是力控相關(guān)功能集合，在磨拋過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)依靠類似關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)指令示教磨拋軌跡，操作復(fù)雜且示教效果難以保證，如果使用離線編程軟件或視覺(jué)傳感器生成磨拋面軌跡，則會(huì)大量增加使用成本，且對(duì)于不需要批量生產(chǎn)的產(chǎn)品(如模具)嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種協(xié)作機(jī)器人磨拋工藝控制方法，該方法通過(guò)在協(xié)作機(jī)器人末端搭載六維力/力矩傳感器，獲得磨拋工具和磨拋面間的接觸力/力矩，通過(guò)力位混合控制，使協(xié)作機(jī)器人帶動(dòng)磨拋工具在受磨拋面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，保持恒定的接觸力；若受磨拋面為曲面，能始終使工具和曲面保持貼合，從而完成磨拋?zhàn)鳂I(yè)。

本發(fā)明提供一種協(xié)作機(jī)器人磨拋工藝控制方法，包括如下步驟：

步驟1：在機(jī)器人末端和磨拋工具之間安裝六維力/力矩傳感器，并自動(dòng)辨別六維力/力矩傳感器的初始值和磨拋工具的重力參數(shù)；

步驟2：標(biāo)定待磨拋工件的用戶坐標(biāo)系，在示教中記錄磨拋軌跡；

步驟3：執(zhí)行磨拋?zhàn)鳂I(yè)時(shí)，根據(jù)六維力/力矩傳感器采集的反饋力和力位混合控制調(diào)整磨拋工具與磨拋面間的接觸力和磨拋工具姿態(tài)，完成磨拋?zhàn)鳂I(yè)。

在本發(fā)明的協(xié)作機(jī)器人磨拋工藝控制方法中，所述步驟1中六維力/力矩傳感器的初始值為：傳感器在X軸、Y軸、Z軸方向的力和傳感器在X軸、Y軸、Z軸方向的力矩；所述磨拋工具的重力參數(shù)為：工具重力G_T和工具質(zhì)心坐標(biāo)L_x?L_y?L_z。

在本發(fā)明的協(xié)作機(jī)器人磨拋工藝控制方法中，所述步驟2中示教記錄磨拋軌跡的過(guò)程根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景包括兩種方式：

第一種方式針對(duì)帶狀磨拋軌跡，通過(guò)手動(dòng)拖拽機(jī)器人進(jìn)行示教，在拖拽同時(shí)自動(dòng)記錄磨拋軌跡；

第二種方式針對(duì)塊狀磨拋區(qū)域，通過(guò)在磨拋區(qū)域標(biāo)定任意凸四邊形的四個(gè)頂點(diǎn)或三角形的三個(gè)頂點(diǎn)對(duì)磨拋區(qū)域進(jìn)行示教。

在本發(fā)明的協(xié)作機(jī)器人磨拋工藝控制方法中，所述步驟3具體為：

步驟3.1：將六維力/力矩傳感器采集的反饋力發(fā)送給控制器；

步驟3.2：對(duì)反饋力進(jìn)行重力補(bǔ)償和靜力變換計(jì)算磨拋工具和磨拋面間的等效接觸力；

步驟3.3：基于力位混合控制獲得笛卡爾空間下機(jī)器人末端總體速度；