[发明专利]一种叶片机器人砂带磨削加工力控制方法

权利要求书

1.一种叶片机器人砂带磨削加工力控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S101：将传感器获取的电压信号转化为力信号，并将之处理与磨削加工过程力相对应，并且实时监控力的变化；

S102：对监控到的力进行控制和处理，使其磨削力恒定，满足恒力磨削加工的要求，包括如下步骤：

S201：判断实际的磨削力与理论的参考力的大小，IF实际力>参考力，则转入步骤S202；

S202：机器人沿其Z轴负方向进给运动；

S203：IF实际力<＝参考力，则转入步骤S204；

S204：机器人沿其Z轴正方向进给运动；

S205：根据实际力来计算对应的理论机器人位置信息；

S206：将机器人磨削加工系数刚度换算成机器人能够识别的位置信息，完成相应的位置运动；

S207：通过调整，完成恒力磨削加工力控制；

S103：获取传感器六个通道的电压信号；

S104：对获取的电压信号进行调制处理；

S105：将处理的电压信号转化为力信号，从而间接感知力的变化；

S106：对其进行零漂补偿，减少传感器自身引入误差；

S107：对传感器末端负载进行重力补偿；

S108：将补偿后的力转化到基坐标系下，再转化到工具坐标系下，从而直接对应加工中的过程力；

S109：力/位混合控制定义两个互补的、相互正交的空间，实现对力和位置的同时控制；

S110：PI/PD控制，消除较大的力偏差，得到更快的系统响应度，从而获得更加理想的输出力，实现叶片机器人砂带磨削加工力控制；

所述力/位混合控制和PI/PD控制应用在笛卡尔空间坐标系中时，其控制模型为：

其中，F_D是输入力，X_D是笛卡尔空间期望位移，X_f是力控制后输出的位移，X_p是位置控制后输出的位移，X_c为通过力控制后得到的位置量，F_e是输出力，X_e是综合的位移，s是相关系数，k_pp和k_pd是采用PD位置控制的相关系数，k_fp和k_fi是PI力控制的相关系数。

2.根据权利要求1所述的一种叶片机器人砂带磨削加工力控制方法，其特征在于，所述机器人磨削加工系数刚度计算方法为：

其中，F_Z是实际力，K,B,M是方法刚度，阻尼和机器人的磨削加工方法的惯性，ΔZ是机器人在Z方向上的偏置。

3.根据权利要求1所述的一种叶片机器人砂带磨削加工力控制方法，其特征在于，如果实际力与理论力不接近，则通过所述机器人磨削加工系数刚度计算方法计算出对应的偏置距离，从而进一步转化为机器人可以识别的位置点信息，然后将之传递给机器人控制柜，机器人会沿Z正方向或负方向进行进给运动，直到实际磨削力与理论磨削力相等或者接近。

4.根据权利要求1所述的一种叶片机器人砂带磨削加工力控制方法，其特征在于，步骤S103中所述六个通道的电压信号通过ATI六维力传感器获取。

5.根据权利要求4所述的一种叶片机器人砂带磨削加工力控制方法，其特征在于，所述六维力传感器通过呈“Y”字排列的三个应变片来感知电压的变化，各片在空间相隔120°。

6.根据权利要求1所述的一种叶片机器人砂带磨削加工力控制方法，其特征在于，步骤S104包括软件滤波和稳定电压区间。

7.根据权利要求1所述的一种叶片机器人砂带磨削加工力控制方法，其特征在于，步骤S109中所述两个互补的、相互正交的空间力空间和位置空间。