一种无力矩传感器的工业机器人拖动示教方法技术

本发明专利技术提出了一种无力矩传感器的工业机器人拖动示教方法，包括：采用关节逆动力学模型进行关节力矩补偿，以控制关节处于近零力平衡控制状态；根据抖动控制原理，在摩擦力死区内，通过主动抖动控制前馈，以使关节处于激活状态，并对采用串级PID控制的通用控制系统，速度积分增益为正常控制时的一个数量级以上，增大控制器速度积分增益以提高控制系统在摩擦力死区内的动态响应；采斜坡动态补偿方法对库伦摩擦进行补偿；拖动示教技术在通用位置控制模式下实现，以避免驱动器控制模式切换。本发明专利技术采用的拖动示教方法，无需配置力传感器，成本低。

Dragging teaching method for industrial robot without torque sensor

The invention provides an industrial robot without drag torque sensor teaching method, including: the inverse dynamics model of joint torque compensation, to control the joint in the near zero force balance control; according to the control principle in jitter, friction dead zone, through the active vibration control feedforward, in order to make joint in the activated state, and the series of universal control system PID control, speed integral gain to normal control when more than one order, increasing the speed controller integral gain to improve the dynamic response of the friction dead zone control system; mining slope dynamic compensation method to compensate the friction drag in Kulun; the teaching technique in general position control mode next, in order to avoid the drive control mode switch. The traction teaching method adopted by the invention does not need to configure force sensors, and the cost is low.

【技术实现步骤摘要】
一种无力矩传感器的工业机器人拖动示教方法
本专利技术涉及工业机器人
，特别涉及一种无力矩传感器的工业机器人拖动示教方法。
技术介绍
目前工业机器人应用领域从汽车、电子电器、机械等行业逐步向其他应用领域扩展，在越来越多的应用任务中，尤其是产品线更替周期短的应用场景，对机器人的应用柔性和部署快速性提出了更高要求。在传统应用领域，机器人应用任务示教环节占据了大量部署时间，并且传统工业机器人采用的示教盒现场示教或者离线编程示教方式，都需要操作人员具备较高的专业技术，为机器人应用的带来一定难度。拖动示教技术通过直接手持牵引机器人到达指定位姿或沿特定轨迹移动，同时记录示教过程的位姿数据，以直观方式对机器人应用任务进行示教，可大幅缩短工业机器人在应用部署阶段的编程效率，降低对操作人员的要求，达到降本增效的目的。根据外部拖动力信息获取方式的不同，工业机器人拖动示教实现方式分为两种：1)依赖外部力传感器的拖动示教，2)无力传感器的拖动示教。目前安装六维力/力矩传感器的拖动示教方式，通过传感器敏感外部牵引力，并通过控制算法将外部力信息转换为关节运动控制信息，引导机器人末端移动或旋转，完成应用任务示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无力矩传感器的工业机器人拖动示教方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，采用关节逆动力学模型进行关节力矩补偿，以控制关节处于近零力平衡控制状态；步骤S2，根据抖动控制原理，在摩擦力死区内，通过主动抖动控制前馈，以使关节处于激活状态，并对采用串级PID控制的通用控制系统，速度积分增益为正常控制时的一个数量级以上，增大控制器速度积分增益以提高控制系统在摩擦力死区内的动态响应；步骤S3，采用斜坡动态补偿方法对库伦摩擦进行补偿，包括：采用下式的斜坡动态补偿方程：

【技术特征摘要】
1.一种无力矩传感器的工业机器人拖动示教方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，采用关节逆动力学模型进行关节力矩补偿，以控制关节处于近零力平衡控制状态；步骤S2，根据抖动控制原理，在摩擦力死区内，通过主动抖动控制前馈，以使关节处于激活状态，并对采用串级PID控制的通用控制系统，速度积分增益为正常控制时的一个数量级以上，增大控制器速度积分增益以提高控制系统在摩擦力死区内的动态响应；步骤S3，采用斜坡动态补偿方法对库伦摩擦进行补偿，包括：采用下式的斜坡动态补偿方程：其中，为关节运动速度，通过低通差分方法得到，为库伦摩擦线性补偿角速度下限，角速度低于该值时，不进行库伦摩擦补偿，的设置根据关节低速运动角速度噪声水平确定；为库伦摩擦线性补偿上限，超过该值库伦摩擦为恒定值；角速度区间内，库伦摩擦力补偿值随角速度斜坡过渡；步骤S4，拖动示教技术在通用位置控制模式下实现，以避免驱动器控制模式切换，其中，所述通用位置控制模式为：将驱动器位置环比例增益Kp，速度环比例增益Kv置为零；通过下式所示的输出偏差观测器，估计由积分初值带来的控制量，并对前馈信号进行补偿τffd(tk)＝τffd(tk-1)+Δu(tk)Δu(tk)＝τid(tk)-τid(tk-1)+K{τid(tk)-[τc(tk)+Δu(tk-1)+Δu(tk-2)]}将补偿力矩和模型补偿力矩通过力矩前馈项加载至电流环；调整速度环积分增益至主动抖动控制；在关节运动速度大于摩擦力死区速度时，关闭主动抖动控制信号，只保留模型补偿力，当拖动进入摩擦力死区内，重新启动抖动控制信号前馈。2.如权利要求1所述的无力矩传感器的工业机器人拖动示教方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述关节逆动力学模型为：其中：G(q)分别为关节端的惯性力、科氏...

【专利技术属性】
技术研发人员：于文进，庹华，刘文礼，韩峰涛，韩建欢，
申请(专利权)人：珞石山东智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37