一种165KG六轴重载机器人伺服电机参数调整方法技术

本发明专利技术公开了一种165KG六轴重载机器人伺服电机参数调整方法，将该重载机器人分为六个轴，从控制轴TR开始调整，调整顺序为TR、BN、RT、EB、SH和WS；将伺服电机设置为自动调整模式，测定五次JRAT曲线，选取最大值的70％作为JRAT值；对该轴伺服电机进行系统分析；若频率特性曲线出现“山型”共振，采用二阶陷波滤波器进行消除，直到“山型”共振消失；运行测试程序，观测各种曲线，微调参数，使其转矩曲线尽量平缓，速度曲线跟随效果最好，位置偏差最小；使用四线仪测试机器人运行情况，微调参数，使其运行曲线最平滑，偏移最小。本发明专利技术的有益效果为：操作简便快速，能够极大提高重载机器人的性能，减少相关人员的调试时间。

Method for adjusting servo motor parameters of 165KG six axle heavy load robot

The invention discloses a 165KG six axle heavy load robot servo motor parameter adjustment method, the overloaded robot consists of six axis control axis adjustment from the beginning of TR, TR, BN, adjust the order of RT, EB, SH and WS; the servo motor is set to automatically adjust the model, measured five times JRAT curve. Select the maximum value of 70% as the JRAT value; to make a systematic analysis of the axis servo motor; if the frequency characteristic curve of \mountain type\ resonance, using two order to eliminate notch filter, until the \mountain type\ resonance disappear; run the test program, observing all kinds of curves, fine-tuning parameters, the torque curve to smooth the best to follow the speed curve, the minimum position deviation; use operation, testing robot four line instrument fine-tuning parameters, the operation of the smooth curve, minimum offset. The invention has the advantages that the operation is simple and fast, and the performance of the heavy load robot can be greatly improved, and the debugging time of the related personnel is reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种165KG六轴重载机器人伺服电机参数调整方法
本专利技术涉及机器人控制领域，尤其是一种165KG六轴重载机器人伺服电机参数调整方法。
技术介绍
随着工业机器人技术的快速发展，重载机器人以负载能力大、运行速度快、重复精度高、可靠性高等特性越来越多应用于重型机械制造业、冶金行业、码垛物流等行业，一般的重载机器人具有4～6个活动轴，其负载范围为100KG～500KG之间，其中应用较多的是负载在120KG～200KG之间。在工业机器人电机参数调试过程中，伺服电机参数的调整与负载、摩擦力、机械共振等很多因素有关，并且相对于轻载机器人，重载机器人由于其负载自重比较大，调试的难度更是大大增加。这就要求调试人员必须具备丰富的伺服电机知识、机器人机械知识以及大量的时间去调试重载机器人伺服电机参数，这不但提高了对伺服调试人员的要求，也大大影响了重载机器人的性能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种165KG六轴重载机器人伺服电机参数调整方法，能够极大提高重载机器人的性能，减少相关人员的调试时间。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种165KG六轴重载机器人伺服电机参数调整方法，包括如下步骤：(1)将该重载机器人分为转动TR、弯曲BN、旋转RT、肘EB、肩SH、腰WS六个轴，调节SH轴气缸气压，从对多轴动作的机械特性影响最小的控制轴TR开始调整，调整顺序为TR、BN、RT、EB、SH和WS；(2)将伺服电机设置为自动调整模式，设置调整刚性，运行该轴teachprogram程序，测定五次JRAT曲线，选取最大值的70％作为JRAT值；(3)对该轴伺服电机进行系统分析，测试其增益特性和相位特性，依次调节扭矩指令滤波器TCFIL、位置环比例增益KP、速度环比例增益KVP、速度环积分时间常数TVI，使其频率特性曲线尽量网上移，增益裕量小于-6，相位裕量大于60；(4)若频率特性曲线出现“山型”共振，采用二阶陷波滤波器进行消除，设定共振点最高频率为扭矩指令陷波滤波器中心频率B，继续测定是否还存在共振，若共振继续存在则增加陷波滤波器深度或更改扭矩指令陷波滤波器中心频率B，直到“山型”共振消失；(5)运行测试程序，观测其转矩曲线、速度曲线、位置偏差曲线，微调KP、TCFIL、KVP、TVI参数，使其转矩曲线尽量平缓，速度曲线跟随效果最好，位置偏差最小；(6)使用四线仪测试机器人运行情况，微调KP、TCFIL、KVP、TVI参数，使其运行曲线最平滑，偏移最小。优选的，步骤(2)中，测定JRAT时应为满负载状态，测定五次JRAT曲线，选取最大值的70％作为JRAT值，若JRAT值变化范围较大，则加大测量次数，统计每次JRAT范围，找到其趋近范围，设置该范围最大值为JRAT值。优选的，步骤(3)中，依次调节KP、TCFIL、KVP、TVI几个参数时，频率特性曲线会向上，当曲线靠近0位置时为最佳。优选的，步骤(5)中，转矩曲线内振动幅值和振动次数尽可能的小；速度曲线分为实时速度曲线和速度指令曲线，调整参数时，实时速度曲线和速度指令曲线的跟随程度越高，实时速度曲线越平滑，效果越好。本专利技术的有益效果为：操作简便快速，能够极大提高重载机器人的性能，减少相关人员的调试时间。附图说明图1是本专利技术的165KG六轴重载机器人伺服电机参数调整方法流程示意图。图2是本专利技术的165KG六轴重载机器人某一轴伺服电机参数调整流程示意图。图3是本专利技术中涉及的频率特性图。具体实施方式如图1所示，该重载机器人包括转动TR、弯曲BN、旋转RT、肘EB、肩SH、腰WS六个轴，首先调节SH轴气缸气压，调节气压时观测SH轴转矩曲线，当注入的气压使转矩曲线在正负之间平衡分配的时候，选取该时刻气压为气缸气压，然后从对多轴动作的机械特性影响最小的控制轴TR开始调整，其调整顺序为TR、BN、RT、EB、SH、WS，其中每一个轴的调整方法均相同。如图2所示，每一个轴的调整方法包括如下步骤：(1)测定电机惯量比将伺服电机设置为自动调整模式，并设置调整刚性，调整刚性越大越好，但过大的话会引起机器人异响。测定JRAT时应为满负载状态，运行该轴teachprogram程序，测定五次JRAT曲线，选取最大值的百分之70作为JRAT值，若JRAT值变化范围较大，则应加大测量次数，统计每次JRAT范围，找到其趋近范围，然后设置该范围最大值为JRAT值；(2)系统分析如图3所示，对该轴伺服电机进行系统分析，测试其增益特性和相位特性，获得其增益裕量和相位裕量。然后调节扭矩指令滤波器TCFIL使频率特性曲线尽量向上移，调节位置环比例增益KP、速度环比例增益KVP、速度环积分时间常数TVI使其增益裕量小于-6且越小越好，相位裕量大于60且越大越好，当曲线靠近0位置时，此时为最佳，超过0位置太多或者离0位置太远均不合适。(3)共振抑制在系统分析时，若频率特性曲线出现“山型”共振，采用二阶陷波滤波器进行消除，设定共振点处最大频率值为扭矩指令陷波滤波器中心频率B，并设定一个较小深度，继续进行系统分析测定是否还存在共振，若共振继续存在则增加陷波滤波器深度或更改扭矩指令陷波滤波器中心频率B，直到“山型”共振消失；(4)抖动抑制抖动抑制主要分为运转跟踪和仪器检测两部分，运转跟踪主要包括跟踪机器人转矩曲线、实时速度曲线、速度指令曲线、位置偏差曲线等，调节KP、KVP、TVI、TCFIL等参数，使转矩曲线内振动幅值和振动次数应尽量小；速度曲线分为实时速度曲线和速度指令曲线，调整参数时，实时速度曲线和速度指令曲线的跟随程度越高，实时速度曲线越平滑，则效果越好。仪器检测主要使用四线仪来检查机器人轻微抖动情况，再次微调KP、KVP、TVI、TCFIL等参数，使其运动轨迹更平滑，更平稳。尽管本专利技术就优选实施方式进行了示意和描述，但本领域的技术人员应当理解，只要不超出本专利技术的权利要求所限定的范围，可以对本专利技术进行各种变化和修改。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种165KG六轴重载机器人伺服电机参数调整方法，其特征在于，包括：(1)将该重载机器人分为转动TR、弯曲BN、旋转RT、肘EB、肩SH、腰WS六个轴，调节SH轴气缸气压，从对多轴动作的机械特性影响最小的控制轴TR开始调整，调整顺序为TR、BN、RT、EB、SH和WS；(2)将伺服电机设置为自动调整模式，设置调整刚性，运行该轴teach program程序，测定五次JRAT曲线，选取最大值的70％作为JRAT值；(3)对该轴伺服电机进行系统分析，测试其增益特性和相位特性，依次调节扭矩指令滤波器TCFIL、位置环比例增益KP、速度环比例增益KVP、速度环积分时间常数TVI，使其频率特性曲线尽量网上移，增益裕量小于‑6，相位裕量大于60；(4)若频率特性曲线出现“山型”共振，采用二阶陷波滤波器进行消除，设定共振点最高频率为扭矩指令陷波滤波器中心频率B，继续测定是否还存在共振，若共振继续存在则增加陷波滤波器深度或更改扭矩指令陷波滤波器中心频率B，直到“山型”共振消失；(5)运行测试程序，观测其转矩曲线、速度曲线、位置偏差曲线，微调KP、TCFIL、KVP、TVI参数，使其转矩曲线尽量平缓，速度曲线跟随效果最好，位置偏差最小；(6)使用四线仪测试机器人运行情况，微调KP、TCFIL、KVP、TVI参数，使其运行曲线最平滑，偏移最小。...

【技术特征摘要】
1.一种165KG六轴重载机器人伺服电机参数调整方法，其特征在于，包括：(1)将该重载机器人分为转动TR、弯曲BN、旋转RT、肘EB、肩SH、腰WS六个轴，调节SH轴气缸气压，从对多轴动作的机械特性影响最小的控制轴TR开始调整，调整顺序为TR、BN、RT、EB、SH和WS；(2)将伺服电机设置为自动调整模式，设置调整刚性，运行该轴teachprogram程序，测定五次JRAT曲线，选取最大值的70％作为JRAT值；(3)对该轴伺服电机进行系统分析，测试其增益特性和相位特性，依次调节扭矩指令滤波器TCFIL、位置环比例增益KP、速度环比例增益KVP、速度环积分时间常数TVI，使其频率特性曲线尽量网上移，增益裕量小于-6，相位裕量大于60；(4)若频率特性曲线出现“山型”共振，采用二阶陷波滤波器进行消除，设定共振点最高频率为扭矩指令陷波滤波器中心频率B，继续测定是否还存在共振，若共振继续存在则增加陷波滤波器深度或更改扭矩指令陷波滤波器中心频率B，直到“山型”共振消失；(5)运行测试程序，观测其转矩曲线、速度曲线、位置偏差曲线，微调K...

【专利技术属性】
技术研发人员：何莉鹏，王增贺，何杏兴，王富林，
申请(专利权)人：南京熊猫电子股份有限公司，南京熊猫电子装备有限公司，南京熊猫仪器仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32