[发明专利]一种机器人末端路径轮廓误差控制方法

说明书

本申请提供一种机器人末端路径轮廓误差控制方法，机器人包括：末端执行机构和用于控制末端执行机构的控制模块，控制模块内设有伺服控制单元，伺服控制单元的输入端接收启动信号并输出控制信号至末端执行机构，以驱动末端执行机构运动；控制模块内还包括与伺服控制单元相连的外部运算模块，控制方法包括如下步骤：S10获取初始信号；S20将初始信号输入部运算模块，得到末端执行机构的预设轨迹；S30构建等效预测模型；S40将预设轨迹输入等效预测模型，得到等效预测轨迹；S50求解预设轨迹与等效预测轨迹的差值，得到预设跟随误差轨迹；S60叠加预设轨迹和预设跟随误差轨迹，得到第一轨迹；S70将第一轨迹作为启动信号，输入至伺服控制单元的输入端。

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，具体涉及一种机器人末端路径轮廓误差控制方法。

背景技术

在机器人完成操作任务中，机器人的末端路径轮廓误差是一个重要的性能指标。随着机器人应用场合逐渐复杂化和机器人功能的日益完善，对机器人末端路径轮廓误差的要求亦是越来越高。由于机器人应用场合的复杂，为了提高机器人的抗干扰性能，通常把控制器即伺服环路的带宽设计的较小。因此由于伺服环路带宽带来的时滞和机器人的柔性末端或者伺服环路高增益引起的振动会影响单轴跟随误差的同时也会对机器人末端路径轮廓误差产生影响。

传统的提高单轴跟随精度的方法通常只考虑末端残余振动的影响，但实际上伺服环路带宽限制造成的影响不可忽略。现有对伺服环路带宽的改善方式，通常是通过提高系统带宽的方式，该方式在机械结构和硬件结构确定以后提升效果存在局限性。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本申请旨在提供一种机器人末端路径轮廓误差控制方法，末端执行机构和用于控制所述末端执行机构的控制模块，所述控制模块内设有用于控制所述末端执行机构的伺服控制单元，所述伺服控制单元的输入端接收启动信号并输出控制信号至所述末端执行机构，以驱动所述末端执行机构运动；所述控制模块内还包括与所述伺服控制单元相连的外部运算模块，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：

S10、获取初始信号；

S20、将所述初始信号输入所述外部运算模块，得到所述末端执行机构的预设轨迹；

S30、构建等效预测模型；

S40、将所述预设轨迹输入所述等效预测模型，得到等效预测轨迹；

S50、求解所述预设轨迹与所述等效预测轨迹的差值，得到预设跟随误差轨迹；

S60、叠加所述预设轨迹和所述预设跟随误差轨迹，得到第一轨迹；

S70、将所述第一轨迹作为所述启动信号，输入至所述伺服控制单元的输入端。

进一步地，所述机器人为XY轴双轴机器人，包括对应X轴的第一末端执行机构和对应Y轴的第二末端执行机构，所述第一末端执行机构和所述第二末端执行机构之间存在耦合关系，所述控制方法包括如下步骤：

执行步骤S20，得到所述第一末端执行机构的第一预设轨迹和所述第二末端执行机构的第二预设轨迹；

将所述第一预设轨迹作为所述启动信号输入至所述第一末端执行机构的所述伺服控制单元获得第一输出轨迹；将所述第二预设轨迹作为所述启动信号输入至所述第二末端执行机构的所述伺服控制单元获得第二输出轨迹；

求解所述第一预设轨迹与所述第一输出轨迹的差值，得到第一输出误差轨迹；求解所述第二预设轨迹与所述第二输出轨迹的差值，得到第二输出误差轨迹；

以所述第一输出误差轨迹和所述第二输出误差轨迹构建与所述末端路径轮廓误差相关的相关性函数，得到与所述第一输出误差轨迹相应的第一相关系数和与所述第二输出误差轨迹相应的第二相关系数；