一种自适应的机器人曲面切削力控制算法

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2017.02.009

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2017, Vol. 45 ›› Issue (2): 59-65.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.02.009

一种自适应的机器人曲面切削力控制算法

陈首彦张铁^†

华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州 510640

收稿日期:2016-05-17 修回日期:2016-09-14 出版日期:2017-02-25 发布日期:2016-12-31
通信作者: 张铁( 1968-) ，男，教授，博士生导师，主要从事工业机器人、服务机器人中的移动机器人的关键技术等研究． E-mail:merobot@scut.edu.cn
作者简介:陈首彦( 1986-) ，男，博士生，主要从事机器人磨削应用研究． E-mail: wabyzhu@ hotmail． com
基金资助:
国家科技重大专项项目( 20152ZX04005006) ; 广东省科技计划项目( 2014B090921004， 2015B010918002) ; 广州市产学研协同创新重大专项项目( 201505031617224)

An Adaptive Force Control Algorithm for Robotic Surface Machining

CHEN Shou-yan ZHANG Tie

School of Mechanical and Automotive Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,China

Received:2016-05-17 Revised:2016-09-14 Online:2017-02-25 Published:2016-12-31
Contact: 张铁( 1968-) ，男，教授，博士生导师，主要从事工业机器人、服务机器人中的移动机器人的关键技术等研究． E-mail:merobot@scut.edu.cn
About author:陈首彦( 1986-) ，男，博士生，主要从事机器人磨削应用研究． E-mail: wabyzhu@ hotmail． com
Supported by:
Supported by the National Science and Technology Major Project of China( 20152X04005006) and the Science and Technology Planning Project of Guangdong Province，China( 2014B090921004， 2015B010918002)

摘要/Abstract

摘要： 为提高机器人复杂曲面的切削加工质量，对机器人切削状态进行分析，提出了一种自适应的曲面切削力控制方法．首先探讨了机器人刚度和进给速度对切削质量的影响，建立了冲击和稳态切削状态的动力学模型; 然后根据切削形变与进给速度的关系，建立了基于模糊PID 的力控制模型; 最后通过传感器的力反馈计算出切削形变，实时调整进给速度实现切削质量控制．将文中方法与曲面切削开环控制和PID 控制方法进行对比，结果显示，与开环控制和PID 控制对比，基于模糊PID 的曲面切削力控制方法能有效减小切削过程中刚冲击力幅度和稳定切削的力波动，实现有效的曲面切削力控制．

关键词: 曲面切削, 切削质量, 进给速度, 机器人形变, 模糊PID 力控制模型

Abstract:

In order to improve the quality of robotic surface machining,deferent robotic machining states are analyzed,and an adaptive force control scheme? is presented.In the investigation,first,the effects of robot stiffness and feed rate on the machining quality are explored,and a machining kinetic model including both impact part and stable grinding part is constructed.Next,a fuzzy PID-based force control model is established according to the relationship between the machining deformation and the feed rate.Then,the machining deformation is calculated according the force feedback,and the machining quality is controlled by adjusting the feed rate in real time.Finally,the proposed method,the open-loop method and the PID control method are compared,and the results show that the fuzzy PID-based surface force control method helps implement high-precision surface machining force control because it can effectively decrease the amplitude of rigid force fluctuation and impact force value.

Key words: surface machining, machining quality, feed rate, robotic deformation, fuzzy PID-based force control model

陈首彦张铁. 一种自适应的机器人曲面切削力控制算法[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2017, 45(2): 59-65.

CHEN Shou-yan ZHANG Tie. An Adaptive Force Control Algorithm for Robotic Surface Machining[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2017, 45(2): 59-65.

一种自适应的机器人曲面切削力控制算法

An Adaptive Force Control Algorithm for Robotic Surface Machining

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 0

编辑推荐

Metrics

本文评价