基于关节刚度辨识的机器人加工过程姿态优化

作     者：段现银 张樵 朱泽润 张灿 李澜涛 蒋国璋 Duan Xianyin;Zhang Qiao;Zhu Zerun;Zhang Can;Li Lantao;Jiang Guozhang

作者机构：武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室湖北武汉430081 深圳市汇川技术股份有限公司研发管理部技术中心广东深圳518109 

出 版 物：《武汉科技大学学报》 (Journal of Wuhan University of Science and Technology)

年 卷 期：2021年第44卷第6期

页      面：459-467页

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52005201) 武汉科技大学国防预研基金项目(GF201914) 

主　　题：工业机器人 机器人柔度 力致变形 关节刚度辨识 刚度性能 姿态优化 

摘      要：针对工业机器人末端因其弱刚性在负载作用下产生较大力致变形问题,首先构建ABB IRB1410六自由度工业机器人正运动学模型、末端柔度与力致变形模型,再应用工业机器人加工运动过程中基于多位移传感器的关节刚度辨识方法,以法向刚度性能指标作为优化目标建立机器人姿态优化模型,设计模型求解方法优化机器人姿态,并通过重力负载实验获取机器人关节刚度值以及验证该方法在优化机器人姿态、提高其末端刚度性能方面的有效性。结果表明,该优化方法能够有效提高机器人刚度性能指标和控制机器人末端的力致变形,有利于提高工业机器人的加工精度;与机器人加工运动过程姿态优化前比较,优化后机器人末端的法向力致变形减小41.6%,法向刚度最大增加29.1%。