工业机器人打磨力反馈控制技术研究与仿真

随着全球科技竞争的加剧，机器人技术作为现代工业自动化的重要组成部分，其应用日益广泛。这篇基于力反馈控制的机器人打磨技术研究的毕业论文深入探讨了在磨削加工领域的创新解决方案。传统的人工磨削由于效率低下，正在逐渐被具备更高精度和灵活性的机器人系统所取代。在机器人磨削过程中，精确控制力是确保产品质量的关键。 论文首先介绍了所使用的磨削机械臂的建模方法，包括运动学分析，特别是正逆运动学的求解，这有助于理解机器人如何在笛卡尔空间和关节空间内执行任务。作者设计了轨迹跟踪控制器，通过二自由度机械臂模型进行实验，验证了控制器在实际运动中的效果。 进一步的研究聚焦于磨削过程中的受力分析，构建了机械臂末端工具与环境接触的阻抗模型，这是力反馈控制的基础。论文探讨了阻抗控制系统的稳态误差分析，并引入自适应阻尼机制，通过李雅普诺夫稳定性分析法调整自适应率，使系统能够在面对环境变化时保持稳定的力控制性能。 在MATLAB/Simulink平台上，作者搭建了磨削机器人力控制的仿真系统，对不同阻抗参数对控制系统的影响进行了深入研究。实验结果显示，自适应阻抗控制系统在恒力和正弦力接触跟踪方面的表现优越，证明了其在应对环境不确定性时的适应性。 此外，论文还着重讨论了六维力传感器的标定问题以及重力补偿技术，这对于获取准确的力反馈至关重要。在打磨机器人系统的设计中，软硬件控制系统的集成、通信方案的建立以及打磨工件刚度参数的求解都是研究的重点。打磨轨迹规划理论的探讨也贯穿始终，包括如何通过示教器进行初始轨迹的设定，以及在无力控制和力控制策略下进行打磨力跟踪实验，实验证明力控制策略可以显著提高力跟踪精度，将磨削力稳定在预设范围内。 这篇论文通过实验验证和仿真分析，提供了力反馈控制在机器人打磨中的有效应用策略和技术手段，为提高磨削质量和机器人在复杂工况下的适应性提供了有价值的参考。关键词如打磨机器人、MATLAB、力跟踪和力/位控制系统揭示了论文的核心研究内容。