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基于双机器人打磨平台控制系统设计

韩家哺 崔国华 石然 周震

韩家哺, 崔国华, 石然, 周震. 基于双机器人打磨平台控制系统设计[J]. 上海工程技术大学学报, 2021, 35(1): 75-81.
引用本文: 韩家哺, 崔国华, 石然, 周震. 基于双机器人打磨平台控制系统设计[J]. 上海工程技术大学学报, 2021, 35(1): 75-81.
HAN Jiabu, CUI Guohua, SHI Ran, ZHOU Zhen. Design of Control System Based on Dual Robot Grinding Platform[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2021, 35(1): 75-81.
Citation: HAN Jiabu, CUI Guohua, SHI Ran, ZHOU Zhen. Design of Control System Based on Dual Robot Grinding Platform[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2021, 35(1): 75-81.

基于双机器人打磨平台控制系统设计

详细信息
    作者简介:

    韩家哺(1993−),男,在读硕士,研究方向为机器人控制及故障监测. E-mial:2022653432@qq.com

  • 中图分类号: TP242

Design of Control System Based on Dual Robot Grinding Platform

  • 摘要: 根据轮毂的结构特点,采用“分类分区”的策略对轮毂不同区域制订打磨方案. 重点对打磨空间受限且打磨轨迹复杂的轮毂孔端面区域,提出一种基于双机器人协作打磨的方案,并对双机器人协作控制系统进行详细地设计与介绍. 采用基于模型设计的方法完成双机器人控制系统的设计与开发,并进行机器人打磨轨迹跟踪和轮毂恒力打磨试验. 试验结果表明:一台dSPACE控制器可以实现双机器人控制,完成打磨轨迹跟踪且打磨接触力误差在±5 N范围内,满足轮毂打磨需求.
  • 图  1  轮毂打磨“分类分区”示意图

    Figure  1.  Schematic diagram of wheel hub grinding classification partition

    图  2  双机器人协作打磨流程

    Figure  2.  Collaborative polishing process of two robots

    图  3  双机器人打磨平台系统组成

    Figure  3.  Composition of grinding platform system with two robots

    图  4  dSPACE控制器结构

    Figure  4.  dSPACE controller structure

    图  5  Matlab/Simulink控制系统模型

    Figure  5.  Matlab/Simulink control system model

    图  6  机器人D-H模型

    Figure  6.  Robot D-H model

    图  7  双机器人协作控制架构

    Figure  7.  Collaborative control architecture of two robots

    图  8  机器人控制结构图

    Figure  8.  Control structure of robot

    图  9  单关节PD伺服控制示意图

    Figure  9.  Schematic diagram of single-joint PD servo control

    图  10  机器人位置控制器示意图

    Figure  10.  Schematic diagram of robot position controller

    图  11  机器人恒力控制结构图

    Figure  11.  Control structure of robot’s constant force

    图  12  打磨试验平台

    Figure  12.  Grinding experimental platform

    图  13  打磨轨迹跟踪

    Figure  13.  Grinding trajectory tracking

    图  14  打磨输出接触力

    Figure  14.  Wearing output contact force

    表  1  机器人D-H参数表

    Table  1.   Robot D-H parameter list

    编号$i$${\alpha _{i - 1}}$ / rad${a_{i - 1}}$ / mm${\theta _i}$ / rad${d_i}$ / mm
    100${t_1}$${H_b}$
    2$ - {\text{π}} /2$${L_0}$${t_2} - {\text{π}} {\rm{/2}}$0
    30${L_1}$${t_3}$0
    4$ - {\text{π}} /2$${L_2}$${t_{\rm{4}}}$${L_3}$
    5${\text{π}} /2$0${t_{\rm{5}}} + {\text{π}} /2$0
    6$ - {\text{π}} /2$0${t_{\rm{6}}} + {\text{π}} $0
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-10-06
  • 刊出日期:  2021-03-30

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