[发明专利]一种用于TriMule卧式混联机器人的重力补偿方法

权利要求书

1.一种用于TriMule卧式混联机器人的重力补偿方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、在机器人二自由度串联摆头末端安装激光靶球，将激光追踪仪设置在TriMule卧式混联机器人的正前方以获取机器人二自由度串联摆头末端的运行轨迹；

步骤二、在计算机中采用solidworks软件建立TriMule卧式混联机器人的三维虚拟样机，然后将三维虚拟样机导入有限元分析软件ANSYS，利用ANSYS做出重力作用下机器人在工作空间内任意位姿的变形云图，得出机器人二自由度串联摆头末端中心点受重力影响发生变形较为明显的若干点位S₁、S₂…S_n，然后在ANSYS软件中分别测量变形较为明显的若干点位中每一个点对应的理论位置和受重力影响变形后的位置之间在机器人坐标系下X、Y、Z方向上的差值作为变形较为明显的若干点位的位置补偿值并记录,差值中i＝1,2...n；

步骤三、在solidworks软件中测量得到S₁、S₂…S_n各点在机器人坐标系下的坐标；

步骤四、在机器人控制器的TURBO PMAC系统内编写重力补偿PLC程序，对机器人二自由度串联摆头末端的中心点位于从S₁点运动到S_n点的连续轨迹的各点位进行补偿形成各个点位位置的修正值，过程如下：

人工设定一条包含S₁、S₂…S_n各点的连续运动轨迹，使得机器人二自由度串联摆头末端中心沿着该运动轨迹从S₁点运动到S_n点；当机器人二自由度串联摆头末端的中心点位于S₁到S_n的任一点位S_a,a∈1、2...n时，将S_a点位的理论位置加上通过步骤二计算得到的对应位置的补偿值；当机器人二自由度串联摆头末端的中心点位于从S₁点运动到S_n的连续运动轨迹中的任意点位时，用S_b点位的理论位置加上全部S_a的X、Y、Z方向补偿值的平均值组成的补偿值，S_a的X、Y、Z方向补偿值的平均值公式为：

步骤五、TURBO PMAC系统向机器人电机输出补偿后的运动轨迹控制信号使得机器人二自由度串联摆头末端的中心点从S₁点运动到S_n，同时利用激光追踪仪跟踪测量机器人二自由度串联摆头末端的中心点从S₁点运动到S_n点的连续运动轨迹，在激光追踪仪的操作软件中输入S₁、S₂…S_n各点位在机器人坐标系下的坐标即可生成理论轨迹；

步骤六、将补偿后的轨迹与理论轨迹进行比较，找出补偿不佳的点位，在激光追踪仪的操作软件中，将激光追踪仪采集的轨迹与理论轨迹在X、Y、Z方向上的偏差作为相应轨迹点的再次补偿数值，然后在步骤四的程序中，在各个点位位置修正值的基础上采用再次补偿数值修正相应轨迹点的位置值，重复步骤五和步骤六直至补偿后的轨迹满足要求。