[发明专利]一种叶片机器人砂带磨削加工力控制方法

说明书

本发明公开了一种叶片机器人砂带磨削加工力控制方法，包括如下步骤：电压信号的调制与处理；对转化后的力进行补偿；力控制策略。其中，电压信号的调制与处理包括：获取传感器六个通道的电压信号；对获取的电压信号进行软件滤波；将滤波后的电压信号转化为力信号。对转化后的力进行补偿包括：传感器自身的零点漂移补偿和机器人末端负载的重力补偿。力控制策略包括：力位混合控制和PI/PD控制。本发明的叶片机器人砂带磨削加工力控制方法不仅能够提高磨削加工的效率，克服人工磨削加工一致性较差的情形，还能够实现恒力磨削加工，使其表面材料去除量较为均匀一致，在提高加工的精度和表面质量的同时，又提高了叶片的表面一致性。

技术领域

本发明涉及工业机器人应用领域，尤其涉及一种叶片机器人砂带磨削加工力控制方法。

背景技术

目前磨削加工主要是在简单几何形状零件领域中有着较大的优势，例如零件的外圆磨削、内圆磨削和平面磨削等。但是对于复杂曲面的磨削精加工，传统的磨削设备和工艺方法缺乏柔性，适应能力较差，而且修改工艺耗时长、费用高，更重要的是目前大部分都是人工磨削加工，比如，航空叶片、汽轮机叶片等磨削行业。这就导致了磨削效率低下，产品一致性较差，严重阻碍了生产力发展；而且现场的磨削环境较差，对人员的健康有着较大的潜在威胁。

专利文献CN103507070公开了使用三轴力传感器进行力控制的机器人控制装置，通过估算三轴力传感器不能检测的力以及力矩来进行力控制。此装置通过设定力估算点，然后对估算点进行力估算，进而对力估算点进行修正，完成力控制。并且此装置是机器人加持工具，对工件进行加工。

但是专利文献CN103507070公开的使用三轴力传感器进行力控制的机器人控制装置存在如下问题：

(1)上述专利文献中是机器人加持工具，对工件进行作业，因此提出的力估算点控制与修正都是基于机器人加持工具这样的装置。

(2)上述专利的力控制方法是通过估算三轴力传感器不能检测的力以及力矩来进行力控制，即对设定的估算点进行力估算，从而进行力估算点进行修正。

(3)上述专利的力控制方法是估算力控制，因而力控制精度不高，无法应用与复杂曲面零件的加工。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种叶片机器人砂带磨削加工力控制方法，其目的在于根据加工对象的不同，其具体的参数设置不同，其加工的工艺参数设置也不同。通过对加工过程中磨削力的控制，能够较精确地控制磨削加工的过程，不仅能够提高磨削加工的效率，克服人工磨削加工一致性较差的情形，还能够实现恒力磨削加工，使其表面材料去除量较为均匀一致，在提高加工的精度和表面质量的同时，又提高了叶片的表面一致性。

为实现上述目的，本发明提供一种叶片机器人砂带磨削加工力控制方法，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；

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；