一种逆动力学控制机器人直线加工的轨迹误差补偿方法技术

本发明专利技术属于机器人铣削加工领域，并公开了一种逆动力学控制机器人直线加工的轨迹误差补偿方法。该方法包括下列步骤：(a)获取机器人末端在笛卡尔空间中的实际位姿和实际速度；(b)实时测量不同时刻机器人末端在笛卡尔空间中实际位姿和期望位姿之间的位姿偏差和速度偏差；(c)构建实际位姿、位姿偏差与机器人末端每个关节的关节角加速度的关系式(一)，计算获得机器人末端每个关节的关节角加速度；(d)构建关节角加速度与每个关节的驱动扭矩之间的关系式(二)，计算获得每个关节的驱动扭矩，以此补偿所述位姿偏差和速度偏差，进而实现机器人直线加工的轨迹补偿。通过本发明专利技术，实现机器人加工误差补偿，加工精度高，补偿效率快。

【技术实现步骤摘要】
一种逆动力学控制机器人直线加工的轨迹误差补偿方法
本专利技术属于机器人铣削加工领域，更具体地，涉及一种逆动力学控制机器人直线加工的轨迹误差补偿方法。
技术介绍
大型结构件上的装配面具有较高的直线度要求，由于轨迹精度低和刚性差，现有的工业机器人加工系统难以满足加工精度要求，因此需要开发工业机器人高精直线运动的实时补偿技术。在机器人铣削加工过程中，切削力与工艺系统变形的耦合作用不可避免，不同于机床的铣削加工，由于机器人的弱刚度特性及其非线性分布特征，机器人铣削加工的变形量更大且变形方向更加复杂，在机器人铣削加工中，受力变形为正常服役机器人铣削加工误差的重要来源，而误差辨识与补偿则是提高机器人铣削加工精度的有效手段。目前，德国HamburgUniversityofTechnology的Cordes等人Offlinesimulationofpathdeviationduetojointcomplianceandhysteresisforrobotmachining(2017)，利用传统刚度模型实验辨识机器人ABBIRB6660的关节刚度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种逆动力学控制机器人直线加工的轨迹误差补偿方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：/n(a)对于六轴机器人的直线加工过程，获取其在时刻t下机器人末端在笛卡尔空间中的实际位姿x

【技术特征摘要】
1.一种逆动力学控制机器人直线加工的轨迹误差补偿方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：
(a)对于六轴机器人的直线加工过程，获取其在时刻t下机器人末端在笛卡尔空间中的实际位姿xe和实际速度；
(b)实时测量不同时刻机器人末端在笛卡尔空间中实际位姿和期望位姿之间的位姿偏差利用步骤(a)中获得的机器人末端的实际位姿计算机器人末端在笛卡尔空间中的实际速度和期望速度之间的速度偏差
(c)构建在时刻t下的机器人末端的实际位姿xe、位姿偏差与机器人末端每个关节的关节角加速度的关系式(一)，并利用该关系式计算获得机器人末端每个关节的关节角加速度；
(d)将机械臂系统等效为一个在关节空间中有多个广义弹簧单元的机械系统，以此构建机器人关节末端每个关节的关节角加速度与每个关节的驱动扭矩之间的关系式(二)，利用该关系式计算获得每个关节的驱动扭矩，采用该驱动扭矩对机器人末端的每个关节进行驱动，以此补偿所述位姿偏差和速度偏差进而实现机器人直线加工的轨迹补偿。


2.如权利要求1所述的一种逆动力学控制机器人直线加工的轨迹误差补偿方法，其特征在于，在步骤(a)中，所述机器人末端在笛卡尔空间中的实际位姿xe优选采用DH矩阵k(q)获得，如下：
xe＝k(q)
其中，k(q)是在关节角为q时的DH矩阵。


3.如权利要求1所述的一种逆动力学控制机器人直线加工的轨迹误差补偿方法，其特征在于，在步骤(b)中，所述位姿偏差是在笛卡尔坐标系中机器人末端在y和z轴方向的位置偏差，设定x方向的位置和各个方向的角度偏差为0。


4.如权利要求3所述的一种逆动力学控制机器人直线加工的轨迹误差补偿方法，其特征在于，在步骤(b)中，所述位姿偏差优选按照下列步骤获得：
(b1)在空载状态下，机器人末端按照预设的加工轨迹走刀，获得每个时刻机器...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭芳瑜，闫蓉，朱泽润，吴嘉伟，李泽鹏，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42