机械工程学报

作者：曾令城, 李明富, 杨真真, 罗威

单位：1. 湘潭大学机械工程学院 湘潭 411105;2. 复杂轨迹加工工艺及装备教育部工程研究中心 湘潭 411105;3. 焊接机器人与应用技术湖南省重点实验室 湘潭 411105

关键词：曲面跟踪,柔顺控制,先验轮廓倾角,法向控制速度；

基金：国家自然科学基金面上项目（51775470）、湖南省自然科学基金省市联合基金（2018JJ4056，2020JJ6016）、长株潭标志性工程计划重大标志性创新示范工程项目（2019XK2303）和湘潭市科技计划项目（ZD-ZD20191007）资助项目。

在机器人曲面磨抛过程中，当末端工具与工件曲面相对运动时，控制机器人运动使二者间的接触力保持在某个恒定期望值，对于曲面磨抛的质量控制具有重要的作用，对于进一步展开机器人磨抛工艺研究也具有积极的意义。针对过去力信号难以及时补偿将来轮廓变化而导致法向接触力不平稳的问题，提出一种基于力反馈和先验轮廓倾角的柔顺控制方法。首先基于阻抗控制方程建立机器人曲面跟踪柔顺接触模型，引入法向控制速度，推导出其与力反馈信息间的映射关系。同时，设计在线轨迹生成器，利用先验轮廓倾角计算法向先验速度，并对法向控制速度进行实时修正。最后将所提方法运用至机器人曲面跟踪物理实验，实验结果表明，该方法相比无先验速度修正的柔顺控制，能有效避免凸面/凹面区域下法向接触力震荡，力方差减小55%以上。

来源：2022年第1期

《机械工程学报》期刊编辑部

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