有机玻璃研磨抛光机器人力控制研究杨林.pdf

4机械设计与制造

第期

20154MachineryDesign＆Manufacture

年月105

有机玻璃研磨抛光机器人力控制研究

杨林，赵吉宾，李论，刘雷

（中国科学院沈阳自动化研究所，辽宁沈阳110016）

摘要：以有机玻璃为研抛加工对象，将机器人离线路径规划与在线力控制结合起来组成机器人研抛控制系统。对研抛

工具在加工过程中所受作用力进行了分析，根据柔性机构与主动柔顺控制，建立了一种主被动柔顺控制研抛模型。通过

工具重力计算，提出了基于工具负载的重力补偿算法，用于消除研抛加工过程中产生的重力的干扰。提出了基于阻抗内

环的力外环控制策略，实现了对研抛力的无静差跟踪。试验结果表明，该方法通过计算期望力与实际力的误差对机器人

轨迹进行修正，实现了机器人相对恒定的力控制效果。

关键词：柔顺控制；重力补偿；机器人；力控制

中图分类号：TH16TP249；文献标识码：A文章编号：1001-3997201504-0105-03（）

AStudyofGrindingandPolishingRobotForceControlforPlexiglass

YANGLinZHAOJi-binLILunLIULei，，，

（ShenyangInstituteofAutomation，ChineseAcademyofSciences，LiaoningShenyang110016，China）

AbstractTakingplexiglassesthe：grindingandpolishingobjectrobotgrindingandpolishingsystemsisestablished，a，whichis

composedofrobotofflinepathplanningandonlineforcecontrol.Anactiveandpassivecompliancecontrolgrindingand

polishingmodelissetupbyanalyzingthegrindingandpolishingtoolforceinprocessofmachiningaccordingtoflexible

mechanismandactivecompliancecontrol.Thegravitycompensationalgorithmbasedtoolloadisproposedbytoolgravity

calculationwhichisforeliminatinggravitationaldisturbanceinthegrindingandpolishingprocess.Anovelexplicitforce

，

controlstrategybasedonimpedanceinnerloopcontrolisproposed，andthetrackingwithnostaticerrorsaboutthegrinding

andpolishingforceisimplemented.Theexperimentalresultsshowthattherobotachievesarelativelyconstantforcecontrol

effectbymodifyingtherobottrajectorythroughcalculatingthed