本發(fā)明涉及控制領(lǐng)域，尤其涉及一種機(jī)器人末端振動(dòng)抑制方法、裝置、存儲(chǔ)介質(zhì)、控制器和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

1、隨著智能化與機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、裝配等領(lǐng)域。高速與高精度始終是工業(yè)機(jī)器人至關(guān)重要的技術(shù)指標(biāo)。然而因?yàn)闄C(jī)器人伺服系統(tǒng)中存在柔性減速裝置，在低速時(shí)提供大的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，但會(huì)引起電機(jī)與負(fù)載之間的彈性扭轉(zhuǎn)，造成定位末端的低頻殘余抖動(dòng)；同時(shí)機(jī)器人傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與臂之間存在不同程度的柔性，當(dāng)激勵(lì)源頻率達(dá)到機(jī)器人共振頻率時(shí)，會(huì)引起機(jī)器人運(yùn)動(dòng)中的末端瞬態(tài)過(guò)程振動(dòng)。這些振動(dòng)都會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)器人的軌跡精度與定位，甚至機(jī)器人的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于克服上述相關(guān)技術(shù)的缺陷，提供一種機(jī)器人末端振動(dòng)抑制方法、裝置、介質(zhì)、控制器和產(chǎn)品，以解決相關(guān)技術(shù)中柔性減速裝置引起電機(jī)與負(fù)載之間的彈性扭轉(zhuǎn)，造成定位末端的低頻殘余抖動(dòng)或機(jī)器人傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與臂之間存在不同程度的柔性，引起機(jī)器人運(yùn)動(dòng)中的末端瞬態(tài)過(guò)程振動(dòng)的問(wèn)題。

2、本發(fā)明一方面提供了一種機(jī)器人末端振動(dòng)抑制方法，包括：在所述機(jī)器人開(kāi)始運(yùn)行后，通過(guò)角速度傳感器分別采集所述機(jī)器人在第一方向上的原始運(yùn)動(dòng)信號(hào)和在第二方向上的原始運(yùn)動(dòng)信號(hào)；分別對(duì)采集到的所述機(jī)器人在第一方向上的原始運(yùn)動(dòng)信號(hào)和在第二方向上的原始運(yùn)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理，得到所述機(jī)器人的末端負(fù)載在所述第一方向上的第一振動(dòng)頻率和在所述第二方向上的第二振動(dòng)頻率；根據(jù)得到的所述機(jī)器人的末端負(fù)載在所述第一方向上的第一振動(dòng)頻率和在所述第二方向上的第二振動(dòng)頻率，分別設(shè)置對(duì)應(yīng)的第一方向上的陷波濾波器和第二方向上的陷波濾波器；在所述機(jī)器人的第二電機(jī)的控制指令中加入所述第一方向上的陷波濾波器，在所述機(jī)器人的第三電機(jī)的控制指令中加入所述第二方向上的陷波濾波器；所述第一方向?yàn)樗鰴C(jī)器人的第二臂以第一、二軸關(guān)節(jié)連接處的豎直方向的直線為軸中心的旋轉(zhuǎn)方向；所述第二方向?yàn)樗鰴C(jī)器人的第二臂末端的振動(dòng)方向。

3、可選地，所述角速度傳感器安裝在所述機(jī)器人第二臂末端靠近第三臂的位置。

4、可選地，分別對(duì)采集到的所述機(jī)器人在第一方向上的原始運(yùn)動(dòng)信號(hào)和在第二方向上的原始運(yùn)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理，得到所述機(jī)器人的末端負(fù)載在所述第一方向上的第一振動(dòng)頻率和在所述第二方向上的第二振動(dòng)頻率，包括：對(duì)采集到的所述機(jī)器人在所述第一方向上的原始運(yùn)動(dòng)信號(hào)和在所述第二方向上的原始運(yùn)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行濾波處理，得到所述機(jī)器人在所述第一方向上的振動(dòng)信號(hào)和在所述第二方向上的振動(dòng)信號(hào)；對(duì)濾波處理后的所述機(jī)器人在所述第一方向上的振動(dòng)信號(hào)和在所述第二方向上的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換，得到所述機(jī)器人的末端負(fù)載在所述第一方向上的第一振動(dòng)頻率和在所述第二方向上的第二振動(dòng)頻率。

5、可選地，對(duì)采集到的所述第一方向上的原始運(yùn)動(dòng)信號(hào)和第二方向上的原始運(yùn)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行濾波處理，得到所述第一方向上的振動(dòng)信號(hào)和第二方向上的振動(dòng)信號(hào)，包括：使用高通濾波器去除所述原始運(yùn)動(dòng)信號(hào)中0hz附近的直流分量；和/或，使用低通濾波器去除所述原始運(yùn)動(dòng)信號(hào)中的高頻噪聲信號(hào)。

6、可選地，還包括：根據(jù)得到的所述機(jī)器人的末端負(fù)載在所述第一方向上的第一振動(dòng)頻率和在所述第二方向上的第二振動(dòng)頻率，分別得到對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償相位滯后的補(bǔ)償系數(shù)；在所述機(jī)器人的第二電機(jī)的控制指令中加入對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償相位滯后的補(bǔ)償系數(shù)以進(jìn)行微分補(bǔ)償，在所述機(jī)器人的第三電機(jī)的控制指令中加入對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償相位滯后的補(bǔ)償系數(shù)以進(jìn)行微分補(bǔ)償。

7、本發(fā)明另一方面提供了一種機(jī)器人的末端振動(dòng)抑制裝置，包括：采集單元，用于在所述機(jī)器人開(kāi)始運(yùn)行后，通過(guò)角速度傳感器分別采集所述機(jī)器人在第一方向上的原始運(yùn)動(dòng)信號(hào)和在第二方向上的原始運(yùn)動(dòng)信號(hào)；處理單元，用于分別對(duì)所述采集單元采集到的所述機(jī)器人在第一方向上的原始運(yùn)動(dòng)信號(hào)和在第二方向上的原始運(yùn)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理，得到所述機(jī)器人的末端負(fù)載在所述第一方向上的第一振動(dòng)頻率和在所述第二方向上的第二振動(dòng)頻率；設(shè)置單元，用于根據(jù)所述處理單元處理得到的所述機(jī)器人的末端負(fù)載在所述第一方向上的第一振動(dòng)頻率和在所述第二方向上的第二振動(dòng)頻率，分別設(shè)置對(duì)應(yīng)的第一方向上的陷波濾波器和第二方向上的陷波濾波器；抑制單元，用于在所述機(jī)器人的第二電機(jī)的控制指令中加入所述第一方向上的陷波濾波器，在所述機(jī)器人的第三電機(jī)的控制指令中加入所述第二方向上的陷波濾波器，以抑制所述機(jī)器人的末端振動(dòng)；所述第一方向?yàn)樗鰴C(jī)器人的第二臂以第一、二軸關(guān)節(jié)連接處的豎直方向的直線為軸中心的旋轉(zhuǎn)方向；所述第二方向?yàn)樗鰴C(jī)器人的第二臂末端的振動(dòng)方向。

8、可選地，所述角速度傳感器安裝在所述機(jī)器人第二臂末端靠近第三臂的位置。

9、可選地，所述處理單元，分別對(duì)采集到的所述機(jī)器人在第一方向上的原始運(yùn)動(dòng)信號(hào)和在第二方向上的原始運(yùn)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理，得到所述機(jī)器人的末端負(fù)載在所述第一方向上的第一振動(dòng)頻率和在所述第二方向上的第二振動(dòng)頻率，包括：對(duì)采集到的所述機(jī)器人在所述第一方向上的原始運(yùn)動(dòng)信號(hào)和在所述第二方向上的原始運(yùn)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行濾波處理，得到所述機(jī)器人在所述第一方向上的振動(dòng)信號(hào)和在所述第二方向上的振動(dòng)信號(hào)；對(duì)濾波處理后的所述機(jī)器人在所述第一方向上的振動(dòng)信號(hào)和在所述第二方向上的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換，得到所述機(jī)器人的末端負(fù)載在所述第一方向上的第一振動(dòng)頻率和在所述第二方向上的第二振動(dòng)頻率。

10、可選地，所述處理單元，對(duì)采集到的所述第一方向上的原始運(yùn)動(dòng)信號(hào)和第二方向上的原始運(yùn)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行濾波處理，得到所述第一方向上的振動(dòng)信號(hào)和第二方向上的振動(dòng)信號(hào)，包括：使用高通濾波器去除所述原始運(yùn)動(dòng)信號(hào)中0hz附近的直流分量；和/或，使用低通濾波器去除所述原始運(yùn)動(dòng)信號(hào)中的高頻噪聲信號(hào)。

11、可選地，所述處理單元，還用于：根據(jù)得到的所述機(jī)器人的末端負(fù)載在所述第一方向上的第一振動(dòng)頻率和在所述第二方向上的第二振動(dòng)頻率，分別得到對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償相位滯后的補(bǔ)償系數(shù)；所述抑制單元，還用于：在所述機(jī)器人的第二電機(jī)的控制指令中加入對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償相位滯后的補(bǔ)償系數(shù)以進(jìn)行微分補(bǔ)償，在所述機(jī)器人的第三電機(jī)的控制指令中加入對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償相位滯后的補(bǔ)償系數(shù)以進(jìn)行微分補(bǔ)償。

12、本發(fā)明又一方面提供了一種存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)前述任一所述方法的步驟。

13、本發(fā)明再一方面提供了一種控制器，包括處理器、存儲(chǔ)器以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)前述任一所述方法的步驟。

14、本發(fā)明再一方面提供了一種控制器，包括前述任一所述的末端振動(dòng)控制裝置。

15、本發(fā)明再一方面提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)前述任一所述方法的步驟。

16、根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠抑制在多關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人運(yùn)行時(shí)，機(jī)器人末端在多個(gè)電機(jī)的控制下，在多個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的同時(shí)由于柔性剛體產(chǎn)生相應(yīng)方向的機(jī)械振動(dòng)。

17、根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，僅在機(jī)器人臂末端位置安裝一個(gè)傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)抑制多方向的振動(dòng)，降低了成本與難度。通過(guò)快速傅里葉算法(fft)模塊與增加相位補(bǔ)償?shù)南莶K，提高了振動(dòng)抑制的效果。

18、根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，通過(guò)在機(jī)器人臂的末端連接處安裝檢測(cè)指定方向運(yùn)動(dòng)的傳感器，不僅可以準(zhǔn)確檢測(cè)到振動(dòng)，而且可以檢測(cè)到相鄰多個(gè)電機(jī)的振動(dòng)并抑制，大大減少了設(shè)計(jì)成本與布線難度。