一種工業機器人負載辨識方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于機器人技術領域，具體來說，是一種工業機器人負載辨識方法。
【背景技術】
[0002] 隨著科技的發展，機器人技術也在不斷的進步，工業機器人的應用領域也越來越 廣泛。在工業生產中，工業機器人廣泛應用于搬運、焊接、噴漆、裝配等領域。當工業機器人 用于不同的負載時，由于機器人驅動裝置的輸出功率與負載不匹配，不可避免的要引起震 動，導致機器人的自身磨損并造成操作誤差，降低機器人作業的精確性與安全性。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于，解決工業機器人在應用中需要經過多個中間位姿的問題，并 且為了保證工業機器人在運動中負載變化劇烈時的調整時間過長的問題，提出了一種工業 機器人負載辨識方法。
[0004] 為實現上述目的，本發明采用W下技術方案： 陽〇化]在機器人控制其中輸入動力學模塊，求解出實時力矩值；
[0006] 根據所述實時力矩值計算出理論上的電流值；
[0007] 比較實際測出的電流值與理論電流值；
[0008] 如果實際測出的電流值與理論電流值相差不大，則電機按照原來的控制參數值控 制機器人；
[0009] 當實際測出的電流值突然增大，則改變電機的控制參數值，電機按照改變后的控 制參數值控制機器人。
[0010] 優選的，求解出實時力矩值具體為：通過機器人完成任務過程中的各個關節的角 度，角速度變化量，求解出實時的力矩值。
[0011] 優選的，所述方法還包括所述理論電流值與相應姿態下的電流值相等。
[0012] 優選的，遵循電機控制的PI參數值對電機控制參數進行調整。
[0013] 本發明較現有技術具有如下優點：可W將工業機器人的高精度下的控制參數制定 的更加合理，不但可W解決工業機器人在應用中負載增大后調整時間過長的問題，而且保 證了工業機器人在運動中的加速度無急動。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本發明實施例的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0015] 下面將結合附圖和具體的實施例，對本發明的技術方案進行詳細說明。
[0016] 如圖1所示，為本發明一種工業機器人負載識別方法流程圖，具體步驟為： 陽017] Sio :在機器人控制其中輸入動力學模塊，求解出實時力矩值。
[0018] 具體的，通過應用工業機器人的動力學方程，在機器人控制器中輸入動力學模塊。 通過機器人完成任務過程中的各個關節的角度，角速度變化量，求解出實時的力矩值。動力 學總公式如下：
(1.1)
[0020] 其中，f.i為六軸機器人的每一個軸臂的質屯、所受的力，T i為相應的力矩，j為每個 連桿的標識，例如，在六軸工業機器人的條件下，j為1到6。與為慣量矩陣，bj為外力向量， 包括摩擦力，外力W及相應的S軸力矩。運樣工業機器人就定義成六個剛體運動的組合。
[0021] S20 :根據所述實時力矩值計算出理論上的電流值。
[0022] 目前永磁同步電機的種類繁多，按工作主磁場方向的不同，分為徑向磁場式電機 和軸向磁場式電機；按電樞繞組位置的不同，分為內轉子式電機和外轉子式電機；按轉子 上有無起動繞組，分為無起動繞組電機和有起動繞組電機；按供電電流波形的不同，分為矩 形波永磁同步電機和正弦波永磁同步電機。本實施例將實時力矩值Ttime帶入=相交流永磁 同步電機的時域模型，所述時域模型為公式（1.2)
(1'到 W24] 其中R為繞組等效電阻，Ld為等效d軸電感，Lq為等效q軸電感，P為電機磁極 對數，為轉子機械角速度，4 ^為每對磁極磁通Wb, J為折算到電機軸上的總轉動慣量 (kg*nT2)，包括電機本身慣量與負載慣量，T為折算到電機總負載的轉矩（Nm)。由公式 (1.2)可求出理論上的電流值：id，iq。一般來講，理論上的電流值和相應姿態下的電流值相 等。 陽0巧]S30 :比較實際測出的電流值與理論電流值。
[00%] S40 :如果實際測出的電流值與理論電流值相差不大，則電機按照原來的控制參數 值控制機器人。
[0027] S50 :當實際測出的電流值突然增大，則改變電機的控制參數值，電機按照改變后 的控制參數值控制機器人。
[002引具體的，當實際測出的電流值突然增大，則可判斷出負載的質量增大，根據不同的 負載，改變相應的電機控制參數值。具體改變的方法遵循電機控制的PI參數值進行調整。 方案如下：當閉環幅頻特性下降到頻率為零時的分貝值W下，對應的頻率可W衡量=環控 制的穩定工作范圍，也是求取負載在不同質量下的最優控制參數的可調范圍。根據負載質 量調整電機控制參數，W便調整電流環，速度環W及位置環的帶寬W及暫態特性，保證高精 度完成任務，具體的公式表格如表1 : W29]表 1
[0030]
[0031] 當負載發生變化時，電流環帶寬、速度環帶寬及位置環帶寬均發生改變，導致=環 的比例系數與積分系數也同樣發生改變。
[0032] W上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并 不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員 來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可W做出若干變形和改進，運些都屬于本發明的保 護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應W所附權利要求為準。
【主權項】
1. 一種工業機器人負載辨識方法，其特征在于，包括以下步驟： 在機器人控制其中輸入動力學模塊，求解出實時力矩值； 根據所述實時力矩值計算出理論上的電流值； 比較實際測出的電流值與理論電流值； 如果實際測出的電流值與理論電流值相差不大，則電機按照原來的控制參數值控制機 器人； 當實際測出的電流值突然增大，則改變電機的控制參數值，電機按照改變后的控制參 數值控制機器人。2. 如權利要求1所述的一種工業機器人負載辨識方法，其特征在于，所述求解出實時 力矩值具體為：通過機器人完成任務過程中的各個關節的角度，角速度變化量，求解出實時 的力矩值。3. 如權利要求1所述的一種工業機器人負載辨識方法，其特征在于，還包括：所述理論 電流值與相應姿態下的電流值相等。4. 如權利要求1所述的一種工業機器人負載辨識方法，其特征在于，遵循電機控制的 PI參數值對電機控制參數進行調整。
【專利摘要】本發明提供了一種工業機器人負載辨識方法，包括：在機器人控制其中輸入動力學模塊，求解出實時力矩值；根據所述實時力矩值計算出理論上的電流值；比較實際測出的電流值與理論電流值；如果實際測出的電流值與理論電流值相差不大，則電機按照原來的控制參數值控制機器人；當實際測出的電流值突然增大，則改變電機的控制參數值，電機按照改變后的控制參數值控制機器人。該方法可以將工業機器人的高精度下的控制參數制定的更加合理，不但可以解決工業機器人在應用中負載增大后調整時間過長的問題，而且保證了工業機器人在運動中的加速度無急動。
【IPC分類】B25J13/08
【公開號】CN105643639
【申請號】
【發明人】徐方, 張勇, 曲道奎, 李學威, 鄒風山, 張峰
【申請人】沈陽新松機器人自動化股份有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2014年11月12日