[发明专利]基于多主动柔顺控制器的机器人研磨抛光加工位姿调节方法

权利要求书

1.基于多主动柔顺控制器的机器人研磨抛光加工位姿调节方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：在机器人末端法兰上安装多个主动式柔顺控制器，在主动式柔顺控制器上安装磨抛工具，确保各磨抛工具在主动柔顺控制器上的位移相同时，各磨抛工具的工作平面位于同一平面上，且该平面与机器人末端法兰轴线垂直；标定工具坐标系{Ψ}，标定机器人基坐标系{B}；

步骤2：在机器人磨抛加工过程中，以工具坐标系{Ψ}绕其X_Ψ轴、Y_Ψ轴旋转角度C、B为被控量，确保各磨抛工具在主动式柔顺控制器的位移值之间的差值在设定误差范围内，包括以下步骤：

1)获取各磨抛工具在主动式柔顺控制器上的位移z₁、z₂......z_s；s为磨抛工具的个数；

2)由z₁、z₂......z_s求出各磨抛工具的工作平面的中心点所在平面的法向量在工具坐标系{Ψ}中的齐次坐标^ΨP_B＝[l，m，n，1]^T；

3)Z_Ψ轴的方向向量在工具坐标系{Ψ}中的齐次坐标^ΨP_A＝[0，0，1，1]^T；令Ω·^ΨP_A＝^ΨP_B；变换算子Ω与绕{Ψ}的X_Ψ轴旋转角度计算值C′、绕{Ψ}的Y_Ψ轴旋转角度计算值B′相关：

代入Ω.^ΨP_A＝^ΨP_B可得：

从而计算出用l、m、n表示的计算值B′、C′：

其中，l、m、n根据各磨抛工具在主动式柔顺控制器上的位移z₁、z₂……z_s和各个磨抛工具工作平面中心点在X_Ψ-Y_Ψ平面上的投影点P₁、P₂、……、P_s的坐标计算得到；

4)当计算值B′、C′的绝对值小于设定值时，说明^ΨP_A与^ΨP_B的夹角接近0，各磨抛工具在主动式柔顺控制器上的位置差值小于设定值；否则，说明^ΨP_A与^ΨP_B的夹角超出误差范围，各磨抛工具的工作平面不能看作位于同一平面上，此时控制{Ψ}绕其X_Ψ轴旋转-C′，绕其Y_Ψ轴旋转-B′；

步骤3：在机器人磨抛加工过程中，以工具坐标系{Ψ}沿其Z_Ψ轴平移的位移Z为被控量，控制各磨抛工具在主动式柔顺控制器上的位移与设定值之间的差值在设定误差范围内，包括以下步骤：

1)获取各磨抛工具在主动式柔顺控制器上的位移z₁、z₂……z_s；

2)确定反映z₁、z₂……z_s特征的值z_spec；

当z_spec与位移设定值z_aim之间的差值在误差范围内时，说明各磨抛工具在主动式柔顺控制器上的位移与z_aim之间的差值小于设定值；否则，说明各磨抛工具在主动式柔顺控制器上的位移与z_aim之间的差值超出设定值，此时调节工具位置，使其沿Z_Ψ轴平移位移Z＝z_aim-z_spec。