[发明专利]一种scara机器人关节扰动补偿方法

说明书

本发明提出了一种scara机器人关节扰动补偿方法，包括：建立scara机器人关节电机端拉格朗日动力学方程；在scara机器人的第一关节第二关节输出端分别安装角速度传感器，根据两个角速度传感器获取两个关节减速器输出端旋转速度及位移；计算出电机端扰动补偿项；获取当前关节位置与期望关节位置误差；将位置误差送入到补偿增益ILC模块，更新补偿增益；将对应载波周期的补偿增益和计算出来的力矩补偿量进行乘法运算，补偿到力矩环中。本发明通过动力学模型计算扰动补偿量通；通过补偿量乘以可变补偿增益进一步优化扰动补偿效果；补偿增益通过ILC迭代学习进行优化，对负载变化具有学习适应能力。

技术领域

本发明涉及工业机器人技术领域，特别涉及一种scara机器人关节扰动补偿方法。

背景技术

近年来，随着工业自动化程度的逐渐提高，工业机器人的应用领域从汽车、电子电器、机械等行业不断向其他应用领域发展，成为了许多工业场合中不可或缺的一部分,其中scara机器人在3C行业得到了广泛应用。3C行业高节拍特点要求scara控制更稳，更快，更准，目前scara第一关节第二关节大多采用电机加谐波减速结构，这就引入了关节柔性和摩擦力等扰动，这降低了机器人的控制精度。

目前虽然有些控制方法能解决这些问题，但是存在以下几方面不足：

1)在机器人控制器通过观测器等算法实现扰动补偿，观测器收敛时间较长，影响扰动补偿快速性。

2)扰动主要项摩擦力建模困难，很难获取准确摩擦力，影响扰动补偿的精度。

3)机器人负载实时变化，恒定增益扰动补偿不具有学习性。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出一种scara机器人关节扰动补偿方法。

为了实现上述目的，本发明的实施例提供一种scara机器人关节扰动补偿方法，包括如下步骤：

步骤S1，建立scara机器人关节电机端拉格朗日动力学方程，

其中，M_m为电机惯量；为电机端加速度；D_m为电机端滑动摩擦系数；为电机端速度；f_m为电机端库伦摩擦系数；τ_m为电机端施加力矩；N为减速器减速比；K为减速器刚度；θ_m为电机端位置；θ_L为减速器输出端位置；为减速器输出端速度；D为减速器阻尼；

步骤S2，在scara机器人的第一关节第二关节输出端分别安装角速度传感器，根据两个角速度传感器获取两个关节减速器输出端旋转速度及位移；

步骤S3，将电机输出力矩τ_m，减速器刚度K，关节阻尼D，减速比N，电机端位置θ_m，电机端速度减速器输出端位置θ_L，减速器输出端速度代入动力学方程右端，计算出电机端扰动补偿项τ_dis；

步骤S4，获取当前关节位置与期望关节位置误差；

步骤S5，将位置误差送入到补偿增益ILC模块，更新补偿增益；

步骤S6，将对应载波周期的补偿增益和计算出来的力矩补偿量进行乘法运算，补偿到力矩环中。

进一步，在所述步骤S2中，通过角速度传感器采集的信号进行高通滤波处理，再进行积分计算得到位移，在关节电机端安装位置传感器，获取电机位置，并通过微分运算获取速度。