5-TTRRT机器人的移动平台以直角坐标方式运动时,运动到每一个加工区域后,在X向机构端部和Y向机构的端部四个电动推杆伸出不同的行程,电动推杆下部连接的吸盘吸附在被加工自由曲面的表面,由于曲面的表面轮廓导致四个电动推杆伸出的行程不同及存在偏差等原因,可能造成机器人移动平台倾斜,因此需要姿态校正过程。进行移动平台姿态调整的目的是使移动平台平行于水平面,本文采用倾斜计反馈校正的机器人平台姿态补偿策略。
机器人移动平台的姿态控制构成如图3-12所示,为方便起见,将移动平台的x轴正向、x轴负向、y轴正向、y轴负向的四个电动推杆运动分量设为Sz1、Sz2、Sz3、Sz4,可实现x向与y向反馈的双轴倾角传感器安装在机器人移动平台的最上部,其性能指标见表3-2。
图3-12 机器人移动平台的姿态控制构成
表3-2 倾斜计的主要参数
安装在机器人本体上的姿态传感器(倾斜计),可以实时地测出机器人移动平台所在平面与水平面之间的夹角,通过该夹角,可以知道移动平台姿态变化的程度。当倾斜计输出的电压信号经A/D转换成数字量,送入控制计算机。通过给不同的电动推杆施加相应的开关量,即可实现对移动平台的姿态调节,该环节可通过控制系统软件实现:
IF|φf|≤6H THEN φf=0(www.daowen.com)
ELSE φf=φf
要求5-TTRRT机器人的移动平台能够在自由曲面上保持水平的姿态,即φg=0,于是
Δφ=φg-φf=-φf (3-19)
式(3-19)中,φf——倾斜计读数,单位为(°);φg——要求姿态角,单位为°;对Δφ进行运算得到调整量,对应Sz1、Sz2、Sz3、Sz4,可以得到各电动推杆的位移差值,然后输入电动推杆位置控制单元,就构成了移动平台姿态闭环控制系统。
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