[发明专利]一种基于力控的机器人示教方法

说明书

本发明公开了一种基于力控的机器人示教方法，包括步骤：A.使用DH参数法建立机器人各个轴的轴坐标系，得到各个轴的DH参数；B.建立机器人的动力学模型；C.计算机器人各个轴的力矩；D.计算机器人各个轴的指令电流；E.将指令电流发送至伺服驱动器驱动电机运动产生指令电流；F.拖动示教机器人进行示教；机器人控制器实时记录下每个轴的角度；G.在再现模式中，机器人控制器调用步骤F中记录的值，按照步骤C至步骤E的方法产生指令电流由伺服驱动器驱动各轴的电机运动至对应的角度，实现轨迹的再现。本发明的示教方法可实现使操作者可以脱离示教器，直接拖动机器人进行三维复杂曲线的示教，并实时记录下机器人的关节坐标，然后再现该轨迹。

技术领域

本发明涉及技术领域，特别涉及一种基于力控的机器人示教方法。

背景技术

示教编程是机器人的基本功能之一，传统的示教编程要求操作者预先定义三个方向，然后操作示教器沿着其中一个方向移动和旋转，整个示教编程过程为示教-观察-再示教不断重复，直到到达期望的目标点，然后记录下该点的关节角度，以便再现该轨迹，传统的示教编程存在编程复杂、效率低、难以对复杂曲线轨迹示教等缺点。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术中不足，提供一种基于力控的机器人示教方法，可以实现使操作者可以脱离示教器，直接拖动机器人进行三维复杂曲线的示教，并实时记录下机器人的关节坐标，然后再现该轨迹。

为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：

一种基于力控的机器人示教方法，包括以下步骤：

A.使用DH参数法建立机器人各个轴的轴坐标系，得到各个轴的DH参数；

B.建立机器人的动力学模型；

C.计算机器人各个轴的力矩；

D.计算机器人各个轴的指令电流；

E.将指令电流发送至伺服驱动器，由伺服驱动器驱动电机运动，产生指令电流；

F.拖动示教机器人进行示教；示教时，机器人控制器实时记录下每个轴的角度；

G.在再现模式中，机器人控制器调用步骤F中记录的值，按照步骤C至步骤E的方法产生指令电流由伺服驱动器驱动各轴的电机运动至对应的角度，实现轨迹的再现。

进一步地，若机器人包括n个连杆，则包括n个轴，且所述步骤A中建立有n+1个轴坐标系，其中，第1轴坐标系为机器人基坐标系，第n个连杆及第n个轴对应的轴坐标系为第n+1轴坐标系。

进一步地，所述步骤B包括：

B1.测量得到步骤A中的每个连杆的质量、重心、转动惯量，并获取第i个轴的电机的转动惯量J_i和第i个轴的减速器的减速比G_i；其中，测量连杆的质量、重心、转动惯量可通过三维CAD软件或者测量仪器等得到，电机的转动惯量J_i和减速器的减速比G_i可分别通过查询电机手册和减速器手册获取。

B2.采用坐标变换方法，将步骤A中的每个连杆的重心、转动惯量转换到该连杆对应的轴坐标系下，得到连杆i在对应轴关节坐标系下的质量m_i、重心和转动惯量为其中，m_i的单位为kg，单位为m，单位为kg.m²。

B3.查询获取每个连杆的静摩檫力B_i和粘性摩擦系数T_i；其中，i＝1,2，…n，具体的连杆的静摩檫力B_i和粘性摩擦系数T_i可通过查询减速器手册得到。

进一步地，所述步骤C包括：

C1.对各个轴的反馈位置θ求一阶导数和二阶导数对应得到轴的速度加速度