[发明专利]一种工具倾角重力补偿方法

说明书

本发明提供一种工具倾角重力补偿方法，通过驱动设备对所述工具进行抓持，包括：获取所述工具的轴向，计算所述工具的轴向与重力方向之间的夹角；根据所述工具的质量计算得出所述工具的重力，基于所述夹角计算所述工具的重力沿所述工具轴向的分力；所述工具具有接触力预设值，根据所述接触力预设值和所述工具重力沿所述工具轴向的分力计算所述驱动设备应给予所述工具的输出力，实现对所述工具进行抛光、磨削作业时的接触力恒定控制，本发明通过机器人计算工具倾角，实时修正由于工具重力及工具空间姿态对接触力的影响，保证加工过程接触力恒定，具备测量精度高、响应时间短、抗干扰能力强的特点。通过此方法还可以延伸计算非轴向力的控制。

技术领域

本发明涉及机器人控制技术领域，特别涉及一种工具倾角重力补偿方法。

背景技术

机器人在抓取工具进行抛光、磨削作业时，如果机器人抓取工具的姿态变化，工具重力沿工具轴向的分力也会发生变化。这个分力会使接触力会产生波动，进而造成加工不均匀、产生毛刺等加工缺陷。

现在大部分机器人磨削恒力控制在工具倾角测量方面主要采用倾角传感器，测量精度及响应速度受传感器性能限制。传感器输出信号一般为模拟量在传输过程中容易受现场电磁场干扰造成信号失真，影响磨削效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工具倾角重力补偿方法，实现了快速计算工具的实时倾角，并根据重力进行补偿。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种工具倾角重力补偿方法，通过驱动设备对所述工具进行抓持，包括以下步骤：

S1：获取所述工具的轴向，计算所述工具的轴向与重力方向之间的夹角；

S2：根据所述工具的质量计算得出所述工具的重力，基于所述夹角计算所述工具的重力沿所述工具轴向的分力；

S3：所述工具具有接触力预设值，根据所述接触力预设值和所述工具重力沿所述工具轴向的分力计算所述驱动设备应给予所述工具的输出力，实现对所述工具进行抛光、磨削作业时的接触力恒定控制。

进一步地，所述驱动设备包括气缸，所述气缸的输出端与所述工具连接，所述气缸用于向所述工具提供所述输出力。

进一步地，还包括以下步骤：S4：获取所述气缸的直径，基于所述输出力和所述气缸的直径计算所述气缸所需的气压值和所述气缸的输出方向；

S5：通过控制设备控制所述气缸的输出方向和所述气缸内的气压值。

进一步地，步骤S1包括：

S11：建立基坐标系，所述基坐标系的X轴与Y轴均与水平面平行；

S12：以所述工具的中心点为原点建立工具坐标系；

S13：确认所述工具坐标系在所述基坐标系下的坐标；

S14：将所述工具坐标系在所述基坐标系下的目标点坐标P1；

P1＝[[x₁，y₁，z₁]，[q_4，1，q_5，1，q_6，1，q_7，1]] (1)

其中[x₁，y₁，z₁]、、表示目标点P1位置值，[q_4，1，q_5，1，q_6，1，q_7，1]表示目标点P1方位的四元数，将公式(1)换为旋转矩阵T(q)，