基于位移传感器的磨削机器人位置补偿系统设计*

张国旭，李 杨，张慧颖，杨世凤

(天津科技大学 电子信息与自动化学院，天津 300222)

0 引 言

随着磨削技术的不断推广，各种磨削机器人陆续被研发出来，而磨削机器人的刚性及精度一直是磨削技术的难题[1]。近年来，有人考虑通过调节磨削机床控制器的比例—积分—微分(proportional-integral-differential,PID)参数，使系统的跟随误差趋于稳定，中国电子科技集团公司的张云鹏通过速度前馈和加速度前馈的增益调整，使系统获得了良好的稳态特性及动态特性[2]；华北电力大学的花广如等人使用激光位移传感器，结合高精度可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)，实现了金属表面的无损测量，为激光位移传感器在工业测量中的应用提供了宝贵的经验[3]。提高控制系统的精度固然可以提升磨削机器人的打磨效果，但不规则加工件由于加工冒口过大，摆放困难，刚性较低的打磨设备容易产生累计误差，在批量加工过程中一致性较差。

针对上述问题，本文采用激光位移传感器对磨削机器人的送料采样点进行检测，将检测的数据与标定的标准值进行比较，得出送料点的位置坐标，依据切比雪夫多项式定理及最小二乘法回归分析，得出准确的位置补偿值[4～8]，在加工过程中可以有效解决因铸件摆放问题导致的打磨误差，大大提高了铸件后处理的加工精度。

1 系统结构与控制原理

该系统采用上位机+下位机的控制模式，以Ethcat总线形式实现各伺服轴控制。下位机选用欧姆龙多轴运动控制器CK3M，外接模拟……