一种工业机器人负载辨识方法技术

本发明专利技术提供了一种工业机器人负载辨识方法，包括：在机器人控制其中输入动力学模块，求解出实时力矩值；根据所述实时力矩值计算出理论上的电流值；比较实际测出的电流值与理论电流值；如果实际测出的电流值与理论电流值相差不大，则电机按照原来的控制参数值控制机器人；当实际测出的电流值突然增大，则改变电机的控制参数值，电机按照改变后的控制参数值控制机器人。该方法可以将工业机器人的高精度下的控制参数制定的更加合理，不但可以解决工业机器人在应用中负载增大后调整时间过长的问题，而且保证了工业机器人在运动中的加速度无急动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机器人
，具体来说，是一种工业机器人负载辨识方法。
技术介绍
随着科技的发展，机器人技术也在不断的进步，工业机器人的应用领域也越来越广泛。在工业生产中，工业机器人广泛应用于搬运、焊接、喷漆、装配等领域。当工业机器人用于不同的负载时，由于机器人驱动装置的输出功率与负载不匹配，不可避免的要引起震动，导致机器人的自身磨损并造成操作误差，降低机器人作业的精确性与安全性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，解决工业机器人在应用中需要经过多个中间位姿的问题，并且为了保证工业机器人在运动中负载变化剧烈时的调整时间过长的问题，提出了一种工业机器人负载辨识方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：在机器人控制其中输入动力学模块，求解出实时力矩值；根据所述实时力矩值计算出理论上的电流值；比较实际测出的电流值与理论电流值；如果实际测出的电流值与理论电流值相差不大，则电机按照原来的控制参数值控制机器人；当实际测出的电流值突然增大，则改变电机的控制参数值，电机按照改变后的控制参数值控制机器人。优选的，求解出实时力矩值具体为：通过机器人完成任务过程中的各个关节的角度，角速度变化量，求解出实时的力矩值。优选的，所述方法还包括所述理论电流值与相应姿态下的电流值相等。优选的，遵循电机控制的PI参数值对电机控制参数进行调整。本专利技术较现有技术具有如下优点：可以将工业机器人的高精度下的控制参数制定的更加合理，不但可以解决工业机器人在应用中负载增大后调整时间过长的问题，而且保证了工业机器人在运动中的加速度无急动。附图说明图1是本专利技术实施例的方法流程图。具体实施方式下面将结合附图和具体的实施例，对本专利技术的技术方案进行详细说明。如图1所示，为本专利技术一种工业机器人负载识别方法流程图，具体步骤为：S10：在机器人控制其中输入动力学模块，求解出实时力矩值。具体的，通过应用工业机器人的动力学方程，在机器人控制器中输入动力学模块。通过机器人完成任务过程中的各个关节的角度，角速度变化量，求解出实时的力矩值。动力学总公式如下：[fiτj]=IjAξ·j+bj---(1.1)]]>其中，fj为六轴机器人的每一个轴臂的质心所受的力，τj为相应的力矩，j为每个连杆的标识，例如，在六轴工业机器人的条件下，j为1到6。为惯量矩阵，bj为外力向量，包括摩擦力，外力以及相应的三轴力矩。这样工业机器人就定义成六个刚体运动的组合。S20：根据所述实时力矩值计算出理论上的电流值。目前永磁同步电机的种类繁多，按工作主磁场方向的不同，分为径向磁场式电机和轴向磁场式电机；按电枢绕组位置的不同，分为内转子式电机和外转子式电机；按转子上有无起动绕组，分为无起动绕组电机和有起动绕组电机；按供电电流波形的不同，分为矩形波永磁同步电机和正弦波永磁同步电机。本实施例将实时力矩值Ttime带入三相交流永磁同步电机的时域模型，所述时域模型为公式(1.2)i·di·qω·m=-RLpωm0-pωm-RL-pψr/J0pψr/J0idiqωm+ud/Luq/L-TLTtime/J---(1.2)]]>其中R为绕组等效电阻，Ld为等效d轴电感，Lq为等效q轴电感，p为电机磁极对数，ωm为转子机械角速度，ψr为每对磁极磁通Wb，J为折算到电机轴上的总转动惯量(kg*m^2)，包括电机本身惯量与负载惯量，T为折算到电机总负载的转矩(Nm)。由公式(1.2)可求出理论上的电流值：id，iq。一般来讲，理论上的电流值和相应姿态下的电流值相等。S30：比较实际测出的电流值与理论电流值。S40：如果实际测出的电流值与理论电流值相差不大，则电机按照原来的控制参数值控制机器人。S50：当实际测出的电流值突然增大，则改变电机的控制参数值，电机按照改变后的控制参数值控制机器人。具体的，当实际测出的电流值突然增大，则可判断出负载的质量增大，根据不同的负载，改变相应的电机控制参数值。具体改变的方法遵循电机控制的PI参数值进行调整。方案如下：当闭环幅频特性下降到频率为零时的分贝值以下，对应的频率可以衡量三环控制的稳定工作范围，也是求取负载在不同质量下的最优控制参数的可调范围。根据负载质量调整电机控制参数，以便调整电流环，速度环以及位置环的带宽以及暂态特性，保证高精度完成任务，具体的公式表格如表1：表1当负载发生变化时，电流环带宽、速度环带宽及位置环带宽均发生改变，导致三环的比例系数与积分系数也同样发生改变。以上所述实施例仅表达了本专利技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本专利技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本专利技术的保护范围。因此，本专利技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业机器人负载辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：在机器人控制其中输入动力学模块，求解出实时力矩值；根据所述实时力矩值计算出理论上的电流值；比较实际测出的电流值与理论电流值；如果实际测出的电流值与理论电流值相差不大，则电机按照原来的控制参数值控制机器人；当实际测出的电流值突然增大，则改变电机的控制参数值，电机按照改变后的控制参数值控制机器人。

【技术特征摘要】
1.一种工业机器人负载辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：
在机器人控制其中输入动力学模块，求解出实时力矩值；
根据所述实时力矩值计算出理论上的电流值；
比较实际测出的电流值与理论电流值；
如果实际测出的电流值与理论电流值相差不大，则电机按照原来
的控制参数值控制机器人；
当实际测出的电流值突然增大，则改变电机的控制参数值，电机
按照改变后的控制参数值控制机器人。
2.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐方，张勇，曲道奎，李学威，邹风山，张峰，
申请(专利权)人：沈阳新松机器人自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21