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  本文關(guān)鍵詞：基于力控制方法的工業(yè)機器人磨削研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《華南理工大學》 2014年

基于力控制方法的工業(yè)機器人磨削研究

劉文波  

【摘要】：隨著制造業(yè)的不斷發(fā)展，市場對磨削加工的需求不斷增長。傳統(tǒng)磨削作業(yè)中，手工磨削費時費力，不利于身心健康，且十分依賴工人的經(jīng)驗與技巧；相比機器人磨削，機床磨削工作空間較小，加工對象范圍較小，加工柔性升級空間小，成本較高。因此，采用工業(yè)機器人進行磨削作業(yè)是制造業(yè)領(lǐng)域一個重要的解決方案。在恒壓力磨削方式下，磨削加工的質(zhì)量很大程度上取決于磨削加工時的法向壓力能否保持恒定。因此，本文對工業(yè)機器人的恒力磨削控制方法進行了研究。 論文首先對RB08六自由度工業(yè)機器人的再現(xiàn)方法作了修改，提出了再現(xiàn)時調(diào)整機器人末端執(zhí)行器軌跡的方法。通過給定示教后獲取的每個粗插補點的調(diào)整量或調(diào)整速度，計算出調(diào)整后每個插補點的期望位姿和關(guān)節(jié)角，奠定了后文磨削控制策略實現(xiàn)的基礎(chǔ)。 然后對力傳感器獲取的力/力矩信號進行了分析與處理。通過對測量力/力矩信號的靜態(tài)標定，消除了信號零點漂移的影響，并確定了測量的電壓信號與作用力/力矩值之間的線性關(guān)系；通過重力/力矩補償算法，消除了工具重力/力矩對測量力/力矩值的影響；通過濾波等處理方式，消除了噪聲等干擾對測量值的影響，獲得了更穩(wěn)定的力信號。 其后，對機器人從自由空間到約束空間的切換控制問題進行了分析，提出了適合位置控制工業(yè)機器人的分段降速策略；對機器人磨削工藝系統(tǒng)的剛性變形進行了分析，將其分為機器人本體剛性變形和力傳感器-工具的變形量，分別對變形量進行了分析推導，進行了補償方法的研究。 最后，對磨削的機理、特點進行了總結(jié)分析，，分析了磨削力的測量，提出了工件輪廓法向估計的方法，并進行了實驗的驗證；提出了面向磨削的力/位混合控制策略及其在工業(yè)機器人上實現(xiàn)的方法，對力控制方法進行了仿真及一系列實驗驗證，并針對實驗控制參數(shù)難以調(diào)整的缺點，引入了模糊控制的方法調(diào)整優(yōu)化控制參數(shù)。實驗證明了控制策略的有效性。

【關(guān)鍵詞】：
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP242.2;TG58
【目錄】：

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