基于关节阻尼器的机器人铣削低频颤振抑制方法及设备技术

技术编号:41354911 阅读:20 留言:0更新日期:2024-05-20 10:06
本发明专利技术属于铣削加工相关技术领域,其公开了一种基于关节阻尼器的机器人铣削低频颤振抑制方法及设备,该方法包括以下步骤:(1)基于关节阻尼器的等效磁路模型进行磁路分析以得到关节阻尼器的磁流变液层的内径和外径;所述关节阻尼器设置在机器人的关节处;(2)基于宾汉流体的特性及机器人静力学分析推导得到在关节空间下关节阻尼器的制动力矩与机器人关节末端受力之间的关系,继而分析得到机器人的各关节角与振动抑制效果之间的关系图,基于该关系图确定各个关节的最佳关节角,使机器人在所述最佳关节角下工作,以抑制铣削低频颤振。本发明专利技术能够有效提高机器人关节的抗振能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于铣削加工相关,更具体地,涉及一种基于关节阻尼器的机器人铣削低频颤振抑制方法及设备


技术介绍

1、机器人加工灵活性高、工作空间大、成本低以及多传感器集成等优点使其逐渐在铣削加工领域中得到重要应用;但是其结构刚度低的缺点让其在加工过程中产生振动,严重的颤振往往会对加工质量、刀具寿命甚至机器人结构造成不可逆转的损害。机器人铣削加工颤振机理复杂,不仅有与再生颤振类似的由刀具模态主导的高频颤振,还有由机器人结构模态主导的低频颤振。现有的大多数机器人铣削颤振抑制方法沿袭机床在刀具端的抑振策略,主要是以智能主轴、力控作动器等为主的针对机器人末端的颤振抑制装置及其应用方法,能够有效的抑制高频颤振。但是机器人低频颤振源于其低结构刚度,主要集中在关节处,针对机器人末端的颤振抑制策略并不能很好地抑制关节振动。

2、针对机器人低频颤振,现有的抑振方法有优化机器人加工姿态、进给方向等来最大化其刚度,还有基于各式末端执行器的低频颤振半主动以及主动控制。这些方法虽然考虑了机器人特性,对低频颤振有一定的抑制效果,但是一定程度上限制了机器人加工的灵活性,并且没有本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于关节阻尼器的机器人铣削低频颤振抑制方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的基于关节阻尼器的机器人铣削低频颤振抑制方法,其特征在于:基于该关节阻尼器的等效磁路模型进行磁路分析以得到关节阻尼器的线圈匝数和额定电流值,进而推导得到关节阻尼器的制动力矩与磁流变液层的内径及外径的映射关系,从而确定磁流变液层的内径及外径。

3.如权利要求1所述的基于关节阻尼器的机器人铣削低频颤振抑制方法,其特征在于:基于关节阻尼器的等效磁路模型及关节阻尼器的厚度分析励磁线圈的总磁动势大小进而确定关节阻尼器的线圈匝数和额定电流值。

<p>4.如权利要求1...

【技术特征摘要】

1.一种基于关节阻尼器的机器人铣削低频颤振抑制方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的基于关节阻尼器的机器人铣削低频颤振抑制方法,其特征在于:基于该关节阻尼器的等效磁路模型进行磁路分析以得到关节阻尼器的线圈匝数和额定电流值,进而推导得到关节阻尼器的制动力矩与磁流变液层的内径及外径的映射关系,从而确定磁流变液层的内径及外径。

3.如权利要求1所述的基于关节阻尼器的机器人铣削低频颤振抑制方法,其特征在于:基于关节阻尼器的等效磁路模型及关节阻尼器的厚度分析励磁线圈的总磁动势大小进而确定关节阻尼器的线圈匝数和额定电流值。

4.如权利要求1所述的基于关节阻尼器的机器人铣削低频颤振抑制方法,其特征在于:基于关节阻尼器的线圈匝数和额定电流值、制动力矩的计算公式、磁通密度的计算公式推导得到制动力矩与磁流变液层的外径及内径的映射关系,进而确定磁流变液层的外径及内径。

5.如权利要求1-4任一项所述的基于关节阻尼器的机器人铣削低频颤振抑制方法,其特征在于:基于宾汉流体的特性推导得到在关节空间下关节阻尼器的制动力矩与机器人关节受力之间的关系,并将关节受力的衰减率定义为关节制动系数,基于关节制动系数及机器人静力学分析确定末端制动系数,进而得到各个关节角与末端制动系数的关系图,基于所述关系图确定各个关节的最佳关节角,使得机器人在所述最佳关节角下工作,以抑...

【专利技术属性】
技术研发人员:唐小卫辛世豪彭芳瑜闫蓉钟鸣吴嘉伟
申请(专利权)人:华中科技大学
类型:发明
国别省市:

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