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基于TwinCAT3的五轴机器人控制系统设计
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作者 于伶 刘志恒 +1 位作者 徐昌军 郭万金 《机床与液压》 北大核心 2024年第21期52-56,共5页
针对五轴混联机器人对控制的实时性、开放性要求高的特点,设计以EtherCAT现场总线为基础、基于TwinCAT3平台的控制系统。根据机器人的机械结构建立D-H模型,求解运动学正逆解算法,以C#编程语言进行算法的实现与封装。使用“设定值发生器... 针对五轴混联机器人对控制的实时性、开放性要求高的特点,设计以EtherCAT现场总线为基础、基于TwinCAT3平台的控制系统。根据机器人的机械结构建立D-H模型,求解运动学正逆解算法,以C#编程语言进行算法的实现与封装。使用“设定值发生器”方法实时控制各轴运动,更加灵活有效地实现复杂运动控制功能,并可扩展应用于更广泛的场合。通过人机界面实现了机器人示教、参数设置、运动控制等功能。测试结果表明:该控制系统稳定可靠,实时性强,易扩展,具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 EtherCAT总线 TwinCAT3系统 伺服控制 机器人
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无先验模型曲面的机器人打磨主动自适应在线轨迹预测方法 被引量：5
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作者 郭万金 赵伍端 +2 位作者 于苏扬 赵立军 曹雏清 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1655-1666,共12页
为了解决工业机器人打磨的作业柔顺性不足问题,设计了机器人柔顺浮动打磨力控末端执行器.为了解决无先验模型曲面工件的机器人打磨轨迹自适应性较差的问题,提出无先验模型曲面的机器人打磨主动自适应在线轨迹预测方法.该方法根据打磨工... 为了解决工业机器人打磨的作业柔顺性不足问题,设计了机器人柔顺浮动打磨力控末端执行器.为了解决无先验模型曲面工件的机器人打磨轨迹自适应性较差的问题,提出无先验模型曲面的机器人打磨主动自适应在线轨迹预测方法.该方法根据打磨工具与工件的接触状态预测曲面法线方向,以有向进给平面与曲面切平面的截交线作为进给导向,自适应在线预测机器人打磨系统末端执行器的位姿,使末端执行器主轴轴线实时主动跟踪曲面法线,实现对无先验模型曲面工件的机器人打磨轨迹的主动自适应在线预测.通过仿真分析和实验验证了所提出方法的有效性,最大综合位置预测误差与曲面法线跟踪误差分别为0.506 mm和4.912°.所提出方法可以为无先验模型曲面工件的机器人打磨提供在线轨迹预测. 展开更多
关键词 工业机器人 无先验模型曲面 在线轨迹预测 曲面法线跟踪 机器人打磨
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基于集成概率模型的变阻抗机器人打磨力控制 被引量：3
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作者 郭万金 赵伍端 +2 位作者 利乾辉 赵立军 曹雏清 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期2356-2366,2374,共12页
工业机器人对工件柔顺打磨作业的适应性差,为此设计机器人柔顺浮动力控末端执行器,基于集成贝叶斯神经网络模型的强化学习,提出主动自适应变阻抗的机器人打磨力控制方法.所提方法根据打磨作业的接触环境信息,利用自助法获取小量数据的... 工业机器人对工件柔顺打磨作业的适应性差,为此设计机器人柔顺浮动力控末端执行器,基于集成贝叶斯神经网络模型的强化学习,提出主动自适应变阻抗的机器人打磨力控制方法.所提方法根据打磨作业的接触环境信息,利用自助法获取小量数据的多次采样样本,训练集成贝叶斯神经网络模型以描述机器人打磨系统与工况环境交互作用,采用协方差矩阵自适应进化策略(CMA-ES)求解最优阻抗参数.构建机器人打磨系统虚拟样机平台,开展叶片工件的打磨仿真实验,验证所提方法的有效性.实验结果表明,所提方法在十几次训练后,能够将打磨力的绝对跟踪误差减小至较小值,较好地实现了机器人打磨系统的主动自适应变阻抗打磨力控制,提高了机器人打磨力控制的柔顺性和鲁棒性. 展开更多
关键词 工业机器人 打磨力控制 自适应变阻抗 强化学习 集成贝叶斯神经网络
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机器人打磨自适应变阻抗主动柔顺恒力控制 被引量：6
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作者 郭万金 于苏扬 +2 位作者 田玉祥 赵立军 曹雏清 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期54-65,共12页
为解决工业机器人打磨过程中存在复杂时变非线性耦合与不确定性扰动导致机器人柔顺恒力打磨自适应调节能力不足的问题,首先给出了一种可实现沿轴向平移与旋转运动解耦的力控末端执行器,其次设计了一种自抗扰控制器和一种粒子群神经网络... 为解决工业机器人打磨过程中存在复杂时变非线性耦合与不确定性扰动导致机器人柔顺恒力打磨自适应调节能力不足的问题,首先给出了一种可实现沿轴向平移与旋转运动解耦的力控末端执行器,其次设计了一种自抗扰控制器和一种粒子群神经网络变阻抗控制器分别作为内环控制和外环控制,在此基础上,提出了一种机器人自适应变阻抗主动柔顺恒力控制方法,用于在线自适应优化阻抗参数,动态调节打磨力修正量,实现机器人打磨作业自适应主动柔顺恒力控制。最后采用Lyapunov稳定性理论分析证明了所提出方法的闭环稳定性。通过机器人打磨系统虚拟样机联合仿真实验和机器人平台实物实验,验证了所提出方法的有效性。实验结果表明,所提方法能够较好实现静态与动态期望打磨力跟踪,减小了打磨力波动、力超调量以及打磨初期打磨工具处的冲击力,提高了打磨力控制系统抗扰动稳定性、恒力跟踪性能和动态响应能力,对复杂多变工况机器人打磨作业具有较强的适应性与鲁棒性。 展开更多
关键词 工业机器人打磨 恒力控制 主动柔顺 自适应变阻抗 机器人末端执行器
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