[发明专利]一种协作机器人磨抛工艺控制方法

说明书

本发明公开一种协作机器人磨抛工艺控制方法，包括如下步骤：步骤1：在机器人末端和磨抛工具之间安装六维力/力矩传感器，并自动辨别六维力/力矩传感器的初始值和磨抛工具的重力参数；步骤2：标定待磨抛工件的用户坐标系，在示教中记录磨抛轨迹；步骤3：执行磨抛作业时，根据六维力/力矩传感器采集的反馈力和力位混合控制调整磨抛工具与磨抛面间的接触力和磨抛工具姿态，完成磨抛作业。本发明方法使用力位混合控制的方法，实现了协作机器人完成磨抛作业的功能，用机器人代替人工，提升磨抛效果，改善劳动环境。

技术领域

本发明属于磨抛加工控制技术领域，涉及一种协作机器人磨抛工艺控制方法。

背景技术

目前，在机器人技术日益飞速发展的今天，随着新一代工业机器人的兴起，协作机器人控制技术受到普遍重视和广泛应用。不管是在3C领域、汽车零部件、还是五金件、压铸件、陶瓷制品等一些传统制造行业，打磨抛光是最基本的一道工序，使用协作机器人实现打磨抛光功能，提供效果优良、稳定性高、操作简便的协作机器人磨抛工艺有着重要的意义。

目前一些机器人产品通过使用力传感器提供的控制接口支持磨抛功能，这些产品大致分为两类，第一类机器人只需要运行固定轨迹，通过集成力传感和液压设备的磨抛工具实施被动柔顺，此类适应的受磨抛工件只适用大批量生产的，表面平整的工件；第二类可以实现主动的力控制，但不单独针对磨抛，而是力控相关功能集合，在磨抛过程中的运动依靠类似关节运动或直线运动指令示教磨抛轨迹，操作复杂且示教效果难以保证，如果使用离线编程软件或视觉传感器生成磨抛面轨迹，则会大量增加使用成本，且对于不需要批量生产的产品(如模具)严重影响生产效率。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种协作机器人磨抛工艺控制方法，该方法通过在协作机器人末端搭载六维力/力矩传感器，获得磨抛工具和磨抛面间的接触力/力矩，通过力位混合控制，使协作机器人带动磨抛工具在受磨抛面上运动时，保持恒定的接触力；若受磨抛面为曲面，能始终使工具和曲面保持贴合，从而完成磨抛作业。

本发明提供一种协作机器人磨抛工艺控制方法，包括如下步骤：

步骤1：在机器人末端和磨抛工具之间安装六维力/力矩传感器，并自动辨别六维力/力矩传感器的初始值和磨抛工具的重力参数；

步骤2：标定待磨抛工件的用户坐标系，在示教中记录磨抛轨迹；

步骤3：执行磨抛作业时，根据六维力/力矩传感器采集的反馈力和力位混合控制调整磨抛工具与磨抛面间的接触力和磨抛工具姿态，完成磨抛作业。

在本发明的协作机器人磨抛工艺控制方法中，所述步骤1中六维力/力矩传感器的初始值为：传感器在X轴、Y轴、Z轴方向的力和传感器在X轴、Y轴、Z轴方向的力矩；所述磨抛工具的重力参数为：工具重力G_T和工具质心坐标L_x L_y L_z。

在本发明的协作机器人磨抛工艺控制方法中，所述步骤2中示教记录磨抛轨迹的过程根据实际应用场景包括两种方式：

第一种方式针对带状磨抛轨迹，通过手动拖拽机器人进行示教，在拖拽同时自动记录磨抛轨迹；

第二种方式针对块状磨抛区域，通过在磨抛区域标定任意凸四边形的四个顶点或三角形的三个顶点对磨抛区域进行示教。

在本发明的协作机器人磨抛工艺控制方法中，所述步骤3具体为：

步骤3.1：将六维力/力矩传感器采集的反馈力发送给控制器；

步骤3.2：对反馈力进行重力补偿和静力变换计算磨抛工具和磨抛面间的等效接触力；

步骤3.3：基于力位混合控制获得笛卡尔空间下机器人末端总体速度；