CN112558486A - 一种温度控制的机器人打磨方法及计算机可读存储介质 - Google Patents
一种温度控制的机器人打磨方法及计算机可读存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112558486A CN112558486A CN202110200123.XA CN202110200123A CN112558486A CN 112558486 A CN112558486 A CN 112558486A CN 202110200123 A CN202110200123 A CN 202110200123A CN 112558486 A CN112558486 A CN 112558486A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- robot
- temperature
- joint angular
- acceleration
- polishing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
- G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
- G05B13/04—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
- G05B13/042—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
本发明提供一种温度控制的机器人打磨方法及计算机可读存储介质,所述机器人打磨方法包括如下步骤:采集打磨过程中工件表面温度并根据预设最优打磨温度、预设打磨接触力以及工件表面温度构建温度控制器以对期望打磨接触力进行修正;以期望轨迹信息以及修正后的期望打磨接触力作为导纳控制器的输入,计算修正后的机器人末端执行器在任务空间的期望加速度;根据修正后的机器人末端执行器在任务空间的期望加速度获取机器人的当前关节角加速度;计算机器人的当前关节角加速度的更新率并迭代更新机器人的期望关节角加速度;构建机器人的动力学模型并根据动力学模型获取机器人的动力学控制器以实现机器人的打磨控制。本发明可有效保证工件的打磨质量。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域,具体而言,涉及一种温度控制的机器人打磨方法及计算机可读存储介质。
背景技术
抛光打磨是在铸锻件、冲压成型件、焊接件等产品加工过程后段,提高产品表面质量的必备工艺。抛光打磨通常采用砂纸、砂轮等工具摩擦产品表面来改变产品表面物理形态,以达到提高产品表面的精度与粗糙度的目的。现阶段抛光打磨作业多以人工为主,由于抛光打磨过程通常伴随大量粉尘、火花等,工作环境比较恶劣,容易对人类身体造成严重伤害,同时采用人工作业的方式劳动强度非常大,效率也不高。采用机器人进行抛光打磨可以有效解决人工抛光打磨作业所存在的容易对人类身体造成严重伤害、劳动强度大以及效率不高的问题。
然而采用机器人对飞机蒙皮等加工质量要求较高的产品进行抛光打磨时,容易出现因产品局部温度过高而导致产品材料退火、变形甚至物理性质发生改变的问题。
发明内容
基于此,为了解决采用机器人对产品进行抛光打磨时,容易出现因产品局部温度过高而导致产品材料退火、变形甚至物理性质发生改变的问题,本发明提供了一种温度控制的机器人打磨方法,其具体技术方案如下:
一种温度控制的机器人打磨方法,包括如下步骤:
以所述机器人的期望轨迹信息以及修正后的所述期望打磨接触力作为导纳控制器的输入,计算修正后的机器人末端执行器在任务空间的期望加速度;
根据所述修正后的机器人末端执行器在任务空间的期望加速度获取所述机器人的当前关节角加速度;
计算所述机器人的当前关节角加速度的更新率,并根据所述更新率迭代更新所述机器人的期望关节角加速度;
构建所述机器人的动力学模型,并根据所述动力学模型获取所述机器人的动力学控制器以实现所述机器人的打磨控制。
通过采集打磨过程中工件表面温度,并基于所述工件表面温度构建温度控制器,以对所述期望打磨接触力进行修正,然后以所述机器人的期望轨迹信息以及修正后的所述期望打磨接触力作为导纳控制器的输入,计算修正后的机器人末端执行器在任务空间的期望加速度,并计算所述机器人的当前关节角加速度的更新率,最后根据所述更新率迭代更新所述机器人的期望关节角加速度以实现所述机器人的打磨控制,可以避免出现在抛光打磨过程中工件局部温度过高而导致产品材料退火、变形甚至物理性质发生改变的问题。
进一步地,所述温度控制器的公式为
进一步地,以所述机器人的期望轨迹信息以及修正后的所述期望打磨接触力作为导纳控制器的输入,计算修正后的机器人末端执行器在任务空间的期望加速度的具体方法包括如下步骤:
根据所述质量-弹簧-阻尼模型计算修正后的机器人末端执行器在任务空间的期望加速度
进一步地,机器人的当前关节角加速度满足约束公式
当所述机器人的当前关节角加速度满足约束公式
进一步地,根据公式
进一步地,根据所述更新率迭代更新所述机器人的期望关节角加速度的具体方法包括如下步骤:
进一步地,所述机器人的动力学模型的公式为
进一步地,所述机器人的动力学控制器的公式为
本发明还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,当所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述的一种温度控制的机器人打磨方法。
附图说明
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制,而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中,相同的附图标记指定对应的部分。
图1是本发明一实施例中一种温度控制的机器人打磨方法的整体流程示意图。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合其实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明,并不限定本发明的保护范围。
需要说明的是,当元件被称为“ 固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“ 连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“ 垂直的”、“ 水平的”、“左”、“ 右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“ 及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明中所述“ 第一”、“ 第二”不代表具体的数量及顺序,仅仅是用于名称的区分。
如图1所示,本发明一实施例中的一种温度控制的机器人打磨方法,包括如下步骤:
以所述机器人的期望轨迹信息以及修正后的所述期望打磨接触力作为导纳控制器的输入,计算修正后的机器人末端执行器在任务空间的期望加速度;
根据所述修正后的机器人末端执行器在任务空间的期望加速度获取所述机器人的当前关节角加速度;
计算所述机器人的当前关节角加速度的更新率,并根据所述更新率迭代更新所述机器人的期望关节角加速度;
构建所述机器人的动力学模型,并根据所述动力学模型获取所述机器人的动力学控制器以实现所述机器人的打磨控制。
所述温度控制的机器人打磨方法通过采集打磨过程中工件表面温度,并基于所述工件表面温度构建温度控制器,以对所述期望打磨接触力进行修正,然后以所述机器人的期望轨迹信息以及修正后的所述期望打磨接触力作为导纳控制器的输入,计算修正后的机器人末端执行器在任务空间的期望加速度,并计算所述机器人的当前关节角加速度的更新率,最后根据所述更新率迭代更新所述机器人的期望关节角加速度以实现所述机器人的打磨控制,可以避免出现在抛光打磨过程中工件局部温度过高而导致产品材料退火、变形甚至物理性质发生改变的问题。
在其中一个实施例中,通过温度传感器采集打磨过程中工件表面温度。
在其中一个实施例中,所述温度控制器的公式为
,其中,为预设控制参数,为修正后的所述期望打磨接触力。即是说,当所述工件表面温度小于预设最优打磨温度时,以预设打磨接触力为修正后的所述期望打磨接触力;当所述工件表面温度等于或大于预设最优打磨温度时,先计算预设最优打磨温度与所述工件表面温度的差与预设控制参数的乘积,然后再以预设打磨接触力与该乘积的和为修正后的所述期望打磨接触力。
在其中一个实施例中,所述以所述机器人的期望轨迹信息以及修正后的所述期望打磨接触力作为导纳控制器的输入,计算修正后的机器人末端执行器在任务空间的期望加速度的具体方法包括如下步骤:
当所述机器人的当前关节角加速度满足约束公式
在其中一个实施例中,根据公式
在其中一个实施例中,根据所述更新率迭代更新所述机器人的期望关节角加速度的具体方法包括如下步骤:
在其中一个实施例中,所述机器人的动力学模型的公式为
在其中一个实施例中,所述机器人的动力学控制器的公式为
进行计算更新。
通过构建动力学模型以及动力学控制器,所述温度控制的机器人打磨方法充分考虑了所述机器人的动力学因素,可以实现所述机器人对打磨过程的高精度控制。
在其中一个实施例中,所述温度控制的机器人打磨方法还包括构建内环控制器,所述修正后的机器人末端执行器在任务空间的期望加速度为所述内环控制器的输入,所述内环控制器用于根据所述修正后的机器人末端执行器在任务空间的期望加速度获取所述机器人的控制力矩。
通过构建所述温度控制器,可获取基于工件表面温度的机器人外环力控制策略,所述温度控制的机器人打磨方法避免了出现在抛光打磨过程中工件局部温度过高而导致产品材料退火、变形甚至物理性质发生改变的问题。
而通过构建内环控制器,则可获取机器人内环力控制策略,所述温度控制的机器人打磨方法不仅能够避免出现在抛光打磨过程中工件局部温度过高而导致产品材料退火、变形甚至物理性质发生改变的问题,还可以所述机器人对工件的柔顺贴合,提供精确的力控制。
在其中一个实施例中,本发明提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,当所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述的一种温度控制的机器人打磨方法。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种温度控制的机器人打磨方法,其特征在于,包括如下步骤:
以所述机器人的期望轨迹信息以及修正后的所述期望打磨接触力作为导纳控制器的输入,计算修正后的机器人末端执行器在任务空间的期望加速度;
根据所述修正后的机器人末端执行器在任务空间的期望加速度修正所述机器人的当前关节角加速度;
计算所述机器人的当前关节角加速度的更新率,并根据所述更新率迭代更新所述机器人的期望关节角加速度;
构建所述机器人的动力学模型,并根据所述动力学模型获取所述机器人的动力学控制器以实现所述机器人的打磨控制。
9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,当所述计算机程序被处理器执行时实现如上述权利要求1至8任意一项所述的温度控制的机器人打磨方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110200123.XA CN112558486B (zh) | 2021-02-23 | 2021-02-23 | 一种温度控制的机器人打磨方法及计算机可读存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110200123.XA CN112558486B (zh) | 2021-02-23 | 2021-02-23 | 一种温度控制的机器人打磨方法及计算机可读存储介质 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112558486A true CN112558486A (zh) | 2021-03-26 |
CN112558486B CN112558486B (zh) | 2021-06-01 |
Family
ID=75034577
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110200123.XA Active CN112558486B (zh) | 2021-02-23 | 2021-02-23 | 一种温度控制的机器人打磨方法及计算机可读存储介质 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112558486B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113305839A (zh) * | 2021-05-26 | 2021-08-27 | 深圳市优必选科技股份有限公司 | 机器人的导纳控制方法、导纳控制系统和机器人 |
CN113910240A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-01-11 | 上海景吾智能科技有限公司 | 实时调整机器人速度的力控打磨方法及系统 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4828451A (en) * | 1986-08-07 | 1989-05-09 | Daikin Industries, Ltd. | Industrial robot |
CN105242533A (zh) * | 2015-09-01 | 2016-01-13 | 西北工业大学 | 一种融合多信息的变导纳遥操作控制方法 |
CN107932505A (zh) * | 2017-11-15 | 2018-04-20 | 广东工业大学 | 基于关节臂机器人的最优打磨任务路径规划方法和装置 |
CN109620415A (zh) * | 2019-02-14 | 2019-04-16 | 北京水木天蓬医疗技术有限公司 | 机器人辅助超声骨动力系统 |
CN109806106A (zh) * | 2019-02-01 | 2019-05-28 | 中山大学 | 一种基于鲁棒控制与导纳控制结合的下肢康复机器人的控制方法 |
CN110561237A (zh) * | 2019-10-08 | 2019-12-13 | 华中科技大学 | 一种结合主被动力控制的机器人砂带磨削方法及系统 |
CN111660306A (zh) * | 2020-05-27 | 2020-09-15 | 华中科技大学 | 一种基于操作者舒适度的机器人可变导纳控制方法及系统 |
CN212217961U (zh) * | 2020-04-17 | 2020-12-25 | 河南金桥白鸽砂轮制造有限公司 | 一种高效率的打磨机 |
-
2021
- 2021-02-23 CN CN202110200123.XA patent/CN112558486B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4828451A (en) * | 1986-08-07 | 1989-05-09 | Daikin Industries, Ltd. | Industrial robot |
CN105242533A (zh) * | 2015-09-01 | 2016-01-13 | 西北工业大学 | 一种融合多信息的变导纳遥操作控制方法 |
CN107932505A (zh) * | 2017-11-15 | 2018-04-20 | 广东工业大学 | 基于关节臂机器人的最优打磨任务路径规划方法和装置 |
CN109806106A (zh) * | 2019-02-01 | 2019-05-28 | 中山大学 | 一种基于鲁棒控制与导纳控制结合的下肢康复机器人的控制方法 |
CN109620415A (zh) * | 2019-02-14 | 2019-04-16 | 北京水木天蓬医疗技术有限公司 | 机器人辅助超声骨动力系统 |
CN110561237A (zh) * | 2019-10-08 | 2019-12-13 | 华中科技大学 | 一种结合主被动力控制的机器人砂带磨削方法及系统 |
CN212217961U (zh) * | 2020-04-17 | 2020-12-25 | 河南金桥白鸽砂轮制造有限公司 | 一种高效率的打磨机 |
CN111660306A (zh) * | 2020-05-27 | 2020-09-15 | 华中科技大学 | 一种基于操作者舒适度的机器人可变导纳控制方法及系统 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113305839A (zh) * | 2021-05-26 | 2021-08-27 | 深圳市优必选科技股份有限公司 | 机器人的导纳控制方法、导纳控制系统和机器人 |
CN113910240A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-01-11 | 上海景吾智能科技有限公司 | 实时调整机器人速度的力控打磨方法及系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112558486B (zh) | 2021-06-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112558486B (zh) | 一种温度控制的机器人打磨方法及计算机可读存储介质 | |
US9346164B1 (en) | Programming and execution of force-based tasks with torque-controlled robot arms | |
US9156164B2 (en) | Method for adjusting parameters of impedance control | |
CN108628172B (zh) | 一种基于扩张状态观测器的机械臂高精度运动控制方法 | |
CN110315396B (zh) | 一种基于大数据的工业机器人恒力磨抛方法 | |
CN102785166B (zh) | 一种基于运动学变换的数控砂轮磨削加工方法 | |
JP3124519B2 (ja) | 制御系のモード切替え機能を有するロボット制御装置 | |
CN111975579B (zh) | 一种基于打磨模型和迭代算法的机器人恒力打磨系统 | |
CN109290855B (zh) | 一种工业机器人打磨过程中动态监测砂轮损耗的补偿方法 | |
CN112676925A (zh) | 航空发动机叶片磨抛方法、装置、设备及存储介质 | |
CN111438635A (zh) | 一种提高自由曲面打磨表面均匀性的方法 | |
CN113156819A (zh) | 协调打磨机械臂系统自适应神经网络同步阻抗控制方法 | |
CN111975545A (zh) | 基于反求控制点算法的复杂曲面工件打磨轨迹生成方法 | |
CN111823100A (zh) | 一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法 | |
CN103764344A (zh) | 一种通过锻造来制造零件的方法 | |
CN114660940A (zh) | 一种基于深度强化学习ppo算法的磨削恒力控制方法 | |
CN111085902A (zh) | 一种视觉在线检测及修正的工件打磨系统 | |
JP2007066001A (ja) | ロボットの制御装置 | |
CN117331309A (zh) | 一种基于超扭曲滑模自适应导纳控制的机器人抛光方法 | |
CN117620782A (zh) | 一种复杂曲面的机器人自适应磨抛加工方法及系统 | |
CN114952852A (zh) | 机器人nurbs曲线速度规划方法、设备及存储介质 | |
CN114670177B (zh) | 一种两转一移并联机器人姿态规划方法 | |
CN114131605B (zh) | 一种船体零件打磨轨迹自动配准调整装置及方法 | |
CN116533227A (zh) | 一种基于示教轨迹优化与修正的机器人打磨系统的打磨方法 | |
JP6343938B2 (ja) | ロボット、制御装置、ロボットシステム及び制御方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |