提出了一种无传感器零力控制算法,来实现机器人的牵引示教功能。首先,根据机器人的结构特点建立机器人动力学模型;其次,将采集的混杂有高频噪声的驱动器数据进行滤波得到了可供辨识使用的有效信息数据;再次,结合摩擦力数据分布不规律的特性,采用切比雪夫拟合法对摩擦力模型进行辨识,模拟牵引到停止过程中完整的加减速过程中的摩擦力补偿变化,并分析了其相对于传统的最小二乘法的优势;最后,通过拟合实验证明本算法的准确性,验证机器人本体在工程上的有效性,并根据操作的实际情况分析了拟合次数对于摩擦模型准确度的影响。

针对复杂工况下,工业机器人直接示教柔顺性欠缺的问题,这里在传统零力控制算法中加入动力学惯性项补偿以降低示教过程的牵引力。首先,在综合考虑重力、关节摩擦和科氏力等因素的情况下,建立了一种6轴工业机器人线性动力学模型。针对该动力学模型参数辨识高维度、强非线性、多参数的特点,提出了一种分步辨识方法,此方法能有效地降低辨识方程系数矩阵维度,减少计算量。然后,根据辨识结果设计基于力矩控制的惯性项补偿零力控制器。最后,进行动力学参数辨识结果验证与直接示教实验。实验结果表明所提出的分步辨识方法结果较为精确;相比传统的零力控制算法,增加惯性项补偿的零力控制算法能使示教过程的牵引力幅值降低28.6%,显著改善示教过程的柔顺性。