一種工業(yè)機器人負載辨識方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于機器人技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，是一種工業(yè)機器人負載辨識方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科技的發(fā)展，機器人技術(shù)也在不斷的進步，工業(yè)機器人的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越 廣泛。在工業(yè)生產(chǎn)中，工業(yè)機器人廣泛應(yīng)用于搬運、焊接、噴漆、裝配等領(lǐng)域。當(dāng)工業(yè)機器人 用于不同的負載時，由于機器人驅(qū)動裝置的輸出功率與負載不匹配，不可避免的要引起震 動，導(dǎo)致機器人的自身磨損并造成操作誤差，降低機器人作業(yè)的精確性與安全性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于，解決工業(yè)機器人在應(yīng)用中需要經(jīng)過多個中間位姿的問題，并 且為了保證工業(yè)機器人在運動中負載變化劇烈時的調(diào)整時間過長的問題，提出了一種工業(yè) 機器人負載辨識方法。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用W下技術(shù)方案： 陽〇化]在機器人控制其中輸入動力學(xué)模塊，求解出實時力矩值；
[0006] 根據(jù)所述實時力矩值計算出理論上的電流值；
[0007] 比較實際測出的電流值與理論電流值；
[0008] 如果實際測出的電流值與理論電流值相差不大，則電機按照原來的控制參數(shù)值控 制機器人；
[0009] 當(dāng)實際測出的電流值突然增大，則改變電機的控制參數(shù)值，電機按照改變后的控 制參數(shù)值控制機器人。
[0010] 優(yōu)選的，求解出實時力矩值具體為：通過機器人完成任務(wù)過程中的各個關(guān)節(jié)的角 度，角速度變化量，求解出實時的力矩值。
[0011] 優(yōu)選的，所述方法還包括所述理論電流值與相應(yīng)姿態(tài)下的電流值相等。
[0012] 優(yōu)選的，遵循電機控制的PI參數(shù)值對電機控制參數(shù)進行調(diào)整。
[0013] 本發(fā)明較現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點：可W將工業(yè)機器人的高精度下的控制參數(shù)制定 的更加合理，不但可W解決工業(yè)機器人在應(yīng)用中負載增大后調(diào)整時間過長的問題，而且保 證了工業(yè)機器人在運動中的加速度無急動。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本發(fā)明實施例的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0015] 下面將結(jié)合附圖和具體的實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。
[0016] 如圖1所示，為本發(fā)明一種工業(yè)機器人負載識別方法流程圖，具體步驟為： 陽017] Sio :在機器人控制其中輸入動力學(xué)模塊，求解出實時力矩值。
[0018] 具體的，通過應(yīng)用工業(yè)機器人的動力學(xué)方程，在機器人控制器中輸入動力學(xué)模塊。 通過機器人完成任務(wù)過程中的各個關(guān)節(jié)的角度，角速度變化量，求解出實時的力矩值。動力 學(xué)總公式如下：
(1.1)
[0020] 其中，f.i為六軸機器人的每一個軸臂的質(zhì)屯、所受的力，T i為相應(yīng)的力矩，j為每個 連桿的標(biāo)識，例如，在六軸工業(yè)機器人的條件下，j為1到6。與為慣量矩陣，bj為外力向量， 包括摩擦力，外力W及相應(yīng)的S軸力矩。運樣工業(yè)機器人就定義成六個剛體運動的組合。
[0021] S20 :根據(jù)所述實時力矩值計算出理論上的電流值。
[0022] 目前永磁同步電機的種類繁多，按工作主磁場方向的不同，分為徑向磁場式電機 和軸向磁場式電機；按電樞繞組位置的不同，分為內(nèi)轉(zhuǎn)子式電機和外轉(zhuǎn)子式電機；按轉(zhuǎn)子 上有無起動繞組，分為無起動繞組電機和有起動繞組電機；按供電電流波形的不同，分為矩 形波永磁同步電機和正弦波永磁同步電機。本實施例將實時力矩值Ttime帶入=相交流永磁 同步電機的時域模型，所述時域模型為公式（1.2)
(1'到 W24] 其中R為繞組等效電阻，Ld為等效d軸電感，Lq為等效q軸電感，P為電機磁極 對數(shù)，為轉(zhuǎn)子機械角速度，4 ^為每對磁極磁通Wb, J為折算到電機軸上的總轉(zhuǎn)動慣量 (kg*nT2)，包括電機本身慣量與負載慣量，T為折算到電機總負載的轉(zhuǎn)矩（Nm)。由公式 (1.2)可求出理論上的電流值：id，iq。一般來講，理論上的電流值和相應(yīng)姿態(tài)下的電流值相 等。 陽0巧]S30 :比較實際測出的電流值與理論電流值。
[00%] S40 :如果實際測出的電流值與理論電流值相差不大，則電機按照原來的控制參數(shù) 值控制機器人。
[0027] S50 :當(dāng)實際測出的電流值突然增大，則改變電機的控制參數(shù)值，電機按照改變后 的控制參數(shù)值控制機器人。
[002引具體的，當(dāng)實際測出的電流值突然增大，則可判斷出負載的質(zhì)量增大，根據(jù)不同的 負載，改變相應(yīng)的電機控制參數(shù)值。具體改變的方法遵循電機控制的PI參數(shù)值進行調(diào)整。 方案如下：當(dāng)閉環(huán)幅頻特性下降到頻率為零時的分貝值W下，對應(yīng)的頻率可W衡量=環(huán)控 制的穩(wěn)定工作范圍，也是求取負載在不同質(zhì)量下的最優(yōu)控制參數(shù)的可調(diào)范圍。根據(jù)負載質(zhì) 量調(diào)整電機控制參數(shù)，W便調(diào)整電流環(huán)，速度環(huán)W及位置環(huán)的帶寬W及暫態(tài)特性，保證高精 度完成任務(wù)，具體的公式表格如表1 : W29]表 1
[0030]
[0031] 當(dāng)負載發(fā)生變化時，電流環(huán)帶寬、速度環(huán)帶寬及位置環(huán)帶寬均發(fā)生改變，導(dǎo)致=環(huán) 的比例系數(shù)與積分系數(shù)也同樣發(fā)生改變。
[0032] W上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并 不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可W做出若干變形和改進，運些都屬于本發(fā)明的保 護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)W所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1. 一種工業(yè)機器人負載辨識方法，其特征在于，包括以下步驟： 在機器人控制其中輸入動力學(xué)模塊，求解出實時力矩值； 根據(jù)所述實時力矩值計算出理論上的電流值； 比較實際測出的電流值與理論電流值； 如果實際測出的電流值與理論電流值相差不大，則電機按照原來的控制參數(shù)值控制機 器人； 當(dāng)實際測出的電流值突然增大，則改變電機的控制參數(shù)值，電機按照改變后的控制參 數(shù)值控制機器人。2. 如權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)機器人負載辨識方法，其特征在于，所述求解出實時 力矩值具體為：通過機器人完成任務(wù)過程中的各個關(guān)節(jié)的角度，角速度變化量，求解出實時 的力矩值。3. 如權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)機器人負載辨識方法，其特征在于，還包括：所述理論 電流值與相應(yīng)姿態(tài)下的電流值相等。4. 如權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)機器人負載辨識方法，其特征在于，遵循電機控制的 PI參數(shù)值對電機控制參數(shù)進行調(diào)整。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種工業(yè)機器人負載辨識方法，包括：在機器人控制其中輸入動力學(xué)模塊，求解出實時力矩值；根據(jù)所述實時力矩值計算出理論上的電流值；比較實際測出的電流值與理論電流值；如果實際測出的電流值與理論電流值相差不大，則電機按照原來的控制參數(shù)值控制機器人；當(dāng)實際測出的電流值突然增大，則改變電機的控制參數(shù)值，電機按照改變后的控制參數(shù)值控制機器人。該方法可以將工業(yè)機器人的高精度下的控制參數(shù)制定的更加合理，不但可以解決工業(yè)機器人在應(yīng)用中負載增大后調(diào)整時間過長的問題，而且保證了工業(yè)機器人在運動中的加速度無急動。
【IPC分類】B25J13/08
【公開號】CN105643639
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】徐方, 張勇, 曲道奎, 李學(xué)威, 鄒風(fēng)山, 張峰
【申請人】沈陽新松機器人自動化股份有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2014年11月12日