40、机器人七轴联动磨削平台的优化自适应阻抗控制

机器人七轴联动磨削平台的优化自适应阻抗控制

1. 自动化磨削方案概述

自动化磨削方案一般分为 CNC 磨削和机器人磨削。与 CNC 磨削相比，机器人砂带磨削具有灵活性强、设备成本低等优势，已成为复杂工件的主要加工方法。基于加工过程中是否有接触力的反馈调整，机器人砂带磨削方法分为被动力控制策略和主动力控制策略。

• 被动控制策略 ：通常依赖末端执行器实现接触力控制。例如，有人设计了新型力控末端执行器，能有效控制工件振动；有人提出基于恒力机构的新型机器人磨削末端执行器概念设计；还有人设计了涡流阻尼器抑制机器人加工过程中的颤振。然而，这种策略难以保证力控制的精度，通常作为机器人砂带磨削过程中的辅助装置。
• 主动力控制策略 ：极大地提高了接触力的控制精度。根据被控对象的不同主动力控制策略，可分为基于机器人的主动力控制策略和基于力控制装置的主动力控制策略。
  • 基于机器人的主动力控制策略 ：通过传感器调整机器人本体来实现接触力控制。例如，有人提出新的阻抗控制器，调整机器人的参考轨迹以限制相互作用力并将其保持在期望水平；有人提出非对称非线性阻抗控制方法，并与对称线性阻抗控制进行比较研究；还有人使用径向基函数神经网络设计控制器，能有效逼近任意有界连续函数。
  • 基于力控制装置的主动力控制策略 ：通过调整附加执行器实现接触力控制。例如，有人使用智能末端执行器作为接触力控制的执行器，所提出的力控制器包括重力补偿模块、力预测模块和力位置控制器；有人设计自适应控制器跟踪加压切割头的压力，这