面向機器人拋光打磨的一維恒力裝置及控制系統(tǒng).pdf

1、隨著《中國制造2025戰(zhàn)略》的推進，工業(yè)機器人的應用在我國各行各業(yè)得到迅猛的發(fā)展，給制造業(yè)注入了一股新的活力。產(chǎn)品零件打磨是當前工業(yè)機器人應用領域中的一個難點。為了使工業(yè)機器人適應打磨加工的需求，在位置軌跡控制的基礎上，往往需要對工業(yè)機器人在實際打磨加工過程中產(chǎn)生的接觸應力進行有效的控制。本文基于被動柔順的原理和方法，提出面向工業(yè)機器人打磨拋光的一維恒力裝置及其控制方法，主要內(nèi)容如下:
　　首先，針對打磨工業(yè)機器人在打磨加工過程中

2、對接觸應力的柔順控制問題，對兩類相關控制方法和裝置進行了分析。
　　其次，提出以音圈電機作為動力輸出元件的一維恒力裝置設計方案，并對裝置工作原理進行分析。提出基于力傳感器的電機閉環(huán)力反饋控制系統(tǒng)，通過動態(tài)調(diào)節(jié)電機電流，使得打磨接觸力保持在相對恒定范圍以內(nèi)。
　　再次，對一維恒力裝置進行了軟硬件設計。在硬件方面，進行了機械結(jié)構、控制系統(tǒng)硬件框架、電路整體方案設計，選擇STM32作為控制電路的主控芯片。根據(jù)STM32特性設計了基

3、于傳感器通訊電路、PCF8591數(shù)據(jù)采集電路、姿態(tài)檢測電路。在軟件方面，提出了以μcos-Ⅲ嵌入式實時操作系統(tǒng)的軟件層次結(jié)構，同時設計并改進控制系統(tǒng)的離散PID控制器。提出了基于重力加速度傳感器與三軸陀螺儀的恒力裝置姿態(tài)傳感器互補濾波算法對姿態(tài)傳感器信號進行改進，有效消除了三軸陀螺儀積分累積誤差和重力加速度傳感器響應速度慢的缺陷。
　　最后，設計實驗對一維恒力裝置進行測試，首先是通過實驗采集不同受力下對應電壓輸出的數(shù)據(jù)，通過最小二