多種類(lèi)型的力值測量傳感器?應用于機器人系統

在工業(yè)控制系統中，我們通過(guò)分析基于位置伺服力/位混合控制策略的基礎上，研究了基于速度伺服的力/位混合控制策略，對測量力信號進(jìn)行了濾波、重力補償和傳感器坐標系校準，以提高測量力信號的抗干擾性和準確性。模擬結果表明，該方案可以滿(mǎn)足拋光機器人分別控制位置和力的要求。

伴隨著(zhù)科技術(shù)的進(jìn)步和制造業(yè)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)對拋光加工的需求越來(lái)越大。但目前我國拋光加工以人工為主，人工拋光效率低，費時(shí)費力，精度低，產(chǎn)品均勻性差，工人工作環(huán)境差，難以實(shí)現自動(dòng)化生產(chǎn)，已成為拋光行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。因此，自動(dòng)拋光設備的研究引起了許多高校、科研機構和公司的廣泛關(guān)注。

拋光機器人可以實(shí)現高效、高質(zhì)量的自動(dòng)拋光，為替代人工拋光提供了有效的解決方案。拋光機器人的核心是力控制技術(shù)，通過(guò)控制加工軌跡和拋光工具末端的力來(lái)保證拋光質(zhì)量，即控制機器人的位置和力。目前，國內外已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一種相對成熟的位置控制機器人，并對力控機器人進(jìn)行了大量的研究。然而，大多數力控機器人基于位置伺服實(shí)現的，響應時(shí)間長(cháng)，不能直接控制力，影響力控制的精度和效果。針對上述情況，筆者研究了基于速度伺服的力控拋光機器人，給出了拋光機器人系統的組成、濾波、重力補償和傳感器坐標系的校準，提高了測量信號的抗干擾性和準確性，最終模擬了上述算法。

它由打磨機器人系統組成。

研磨機器人系統由工業(yè)機器人本體、機器人控制柜、路徑規劃計算機、拋光工具、多維扭矩傳感器和拋光工作臺組成。多維扭矩傳感器安裝在機器人六軸末端的法蘭上，用于測量x、y、z三個(gè)方向的扭矩和扭矩。拋光工具通過(guò)連接器安裝在扭矩傳感器的測量面上。路徑規劃計算機用于規劃待加工工件上拋光工具的拋光路徑，其輸出與機器人控制柜相連。拋光機器人的加工工藝如下:一是路徑規劃計算機規劃拋光工具在工件上的拋光路徑，并將規劃好的機器人位置信息傳遞給機器人位置控制器。機器人位置控制器驅動(dòng)機器人到達相應的位置，開(kāi)始拋光。扭矩傳感器測量拋光工具和加工件之間的力，然后將測量信息傳遞給力控制器人和力控制器，調節拋光工具和加工件之間的力相對恒定，以保證拋光效果。

濾波器設計。

在實(shí)際測量中，傳感器會(huì )受到各種因素的干擾，測量數據會(huì )波動(dòng)，影響力控制的精度。因此，在獲得力傳感器測量的數據后，應進(jìn)行濾波。由于噪聲信號多分布在高頻部分，信號集中在低頻部分，所以選擇巴特沃斯數字低通濾波器進(jìn)行濾波。

機器人控制系統方案的一般思路分為兩部分:

建立機器人工具末端測量力和關(guān)節空間。

將機器人工具末端測量的力轉換成關(guān)節空間的速度信號，并將信號添加到伺服電機的速度環(huán)中。這種基于速度伺服的力控制策略比基于位置伺服的力控制策略更快，可以直接控制力。

采用力/位混合控制策略，通過(guò)S矩陣選擇各方向是位置控制還是力控制，以滿(mǎn)足拋光應用對力和位置控制的要求。

最后講一下我們研究了基于速度伺服的力/位混合控制策略，給出了拋光機器人系統的組成，濾波、重力補償和傳感器校準采集的力信號，消除了外力測量信息的干擾?？刂扑惴ǖ哪M實(shí)驗表明，該算法能夠滿(mǎn)足機器人拋光應用程序對位置和力值控制的要求。

深圳市力準傳感技術(shù)有限公司專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)力值測量傳感器。主要產(chǎn)品有微型壓式傳感器、拉壓式傳感器、S型傳感器、軸銷(xiāo)傳感器、測力傳感器、多維力傳感器、扭矩傳感器、位移傳感器、壓力變送器、液壓傳感器、控制儀表、以及手持儀等力控產(chǎn)品達千余種，并已獲得多項國家知識產(chǎn)權。

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