搬運(yùn)裝配機(jī)器人主動(dòng)柔順技術(shù)研究與應(yīng)用軟件開發(fā).pdf

1、搬運(yùn)裝配是目前工業(yè)機(jī)器人的一大應(yīng)用領(lǐng)域。傳統(tǒng)的位置控制型機(jī)器人通過示教與再現(xiàn)實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)與裝配任務(wù)，由于實(shí)際作業(yè)中的工件誤差與環(huán)境變動(dòng)，示教再現(xiàn)往往難以完成任務(wù)，甚至發(fā)生碰撞。本文針對(duì)機(jī)器人在工件搬運(yùn)與裝配過程中對(duì)力覺感知與反應(yīng)能力的需求，系統(tǒng)地研究了搬運(yùn)裝配機(jī)器人主動(dòng)柔順控制關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用軟件開發(fā)實(shí)現(xiàn)。
　　本文首先闡述了搬運(yùn)與裝配機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀，綜述了柔順搬運(yùn)裝配中的被動(dòng)柔順與主動(dòng)柔順研究現(xiàn)狀并論述了主動(dòng)柔順控制算法。在分析了支

2、重輪安裝過程中搬運(yùn)與裝配需求的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)機(jī)器人主動(dòng)柔順搬運(yùn)裝配系統(tǒng)，介紹了系統(tǒng)的組成，解決了機(jī)器人控制器與外部PC間的實(shí)時(shí)通信問題，并實(shí)現(xiàn)了PC對(duì)抓手的控制和對(duì)傳感器數(shù)據(jù)的采集，搭建了基于KRC4控制器的KR16-2工業(yè)機(jī)器人柔順作業(yè)平臺(tái);然后，在建立了KR16-2機(jī)器人的關(guān)節(jié)模型并求解了機(jī)器人的D-H參數(shù)的基礎(chǔ)上，計(jì)算出了用于力估算的KR16-2力雅可比矩陣。通過坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，將工具坐標(biāo)系下描述的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為基坐標(biāo)系下的描述的運(yùn)動(dòng)，解

3、決了傳感器坐標(biāo)系與機(jī)器人運(yùn)動(dòng)描述之間的不匹配問題。
　　本文結(jié)合孔軸裝配過程的主動(dòng)柔順需求，實(shí)現(xiàn)了基于參考點(diǎn)的三維模型重力補(bǔ)償方法，解決了機(jī)器人末端姿態(tài)變化導(dǎo)致傳感器零點(diǎn)改變的問題。根據(jù)孔軸裝配的作業(yè)流程與孔軸接觸狀態(tài)，給出了孔軸裝配不同階段的柔順控制策略并完成了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證;結(jié)合柔順搬運(yùn)放置任務(wù)需求與減少使用昂貴大量程傳感器的需求，給出了柔順搬運(yùn)放置任務(wù)中的簡化動(dòng)力學(xué)模型，闡述了通過電機(jī)轉(zhuǎn)矩估算機(jī)器人廣義操作力并通過補(bǔ)償獲得末端接觸