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(jìn)，工業(yè)機器人的應(yīng)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(dāng)前工業(yè)機器人應(yīng)用領(lǐng)域中的一個難點。為了使工業(yè)機器人適應(yīng)打磨加工的需求，在位置軌跡控制的基礎(chǔ)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(yīng)力進(jìn)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(yīng)力的柔順控制問題，對兩類相關(guān)控制方法和裝置進(jìn)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(shè)計方案，并對裝置工作原理進(jìn)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(jìn)行了軟硬件設(shè)計。在硬件方面，進(jìn)行了機械結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)硬件框架、電路整體方案設(shè)計，選擇STM32作為控制電路的主控芯片。根據(jù)STM32特性設(shè)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(gòu)，同時設(shè)計并改進(jìn)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(jìn)行改進(jìn)，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(yīng)速度慢的缺陷。
　　最后，設(shè)計實驗對一維恒力裝置進(jìn)行測試，首先是通過實驗采集不同受力下對應(yīng)電壓輸出的數(shù)據(jù)，通過最小二