(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210514091.5 (22)申请日 2022.05.11 (71)申请人 华中科技大 学 地址 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路 1037号 (72)发明人 唐小卫　彭芳瑜　吴嘉伟　闫蓉　 辛世豪　 (74)专利代理 机构 华中科技大 学专利中心 42201 专利代理师 王颖翀 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) B25J 11/00(2006.01) B25J 18/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于关节振型的铣削机器人薄弱环节 判别方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于关节振型的铣削机 器人薄弱环节判别方法， 基于铣 削机器人连杆的 运动学模型， 提出了铣削机器人柔性部位的判断 方式， 通过建立连杆振型向关节空间的映射模 型， 得到关节振型， 并以此为基础将关节振型映 射至末端， 提出了铣削机器人薄弱环节判断方 法。 本发明提供的方法可以将铣 削机器人的整机 振型映射到各关节各自由度来揭示机器人本体 的振动规律， 并判断各阶模态下的薄弱关节 ‑自 由度， 能够为铣削机器人精准抑振和关节增强提 供指导。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 114800514 A 2022.07.29 CN 114800514 A 1.一种基于关节振型的铣削机器人薄弱环 节判别方法， 其特 征在于， 包括： S1， 根据所述铣削机器人某一阶模态的模态振型数据， 计算所述铣削机器人的连杆运 动学方程 的可决系数 和 在 大于等于预设值 时， 获取关节j在CSj下相对于Oj的六自由度动态变形幅值； 其中， 和 分别为 中余弦和 正弦部分的振幅， 为分布在铣削机器人连杆上的点Pi的三向振幅矢量； CSj为关节j的坐标系， Oj为CSj的原点在CS0下的坐标； Xc为六维振幅 的余弦部分， Xs为六维振 幅的正弦部分； Y1至Yn为测点坐标相关的系数矩阵； S2， 将各关节的六自由度动态变形幅值投射至刀具中心点， 并转换到刀具坐标系， 得到 所述模态下铣削机器人 各关节各自由度的动态变形 所产生的刀具中心点振幅； S3， 将刀具中心点振幅进行归一化得到相对振幅， 若某一关节 的某一自由度的动态变 形所产生的相对 振幅大于预设振幅阈值， 则所述某一关节的某一自由度为薄弱环 节。 2.如权利要求1所述的方法， 其特征在于， 根据所述模态振型数据确 定关节j在CSj下相 对于Oj的六自由度动态变形幅值 为： 其中， 和 分别为关节j在CSj下相对于Oj的六自由度动态变形幅值的余弦部分 和正弦部分； 表示CS0 到CSj的旋转矩阵， CS0为铣削机器人的基坐标系， δc,j、 为关节j的动态变形的线幅值和角 幅值的余弦部分， δs,j、 为关节j的动态变形的线幅值和角幅值的正弦部分。 3.如权利要求2所述的方法， 其特征在于， 将各关节的六自由度动态变形幅值投射至刀 具中心点， 得到： 其中， k从1到6分别表示自 由度X、 Y、 Z、 ωX、 ωY、 ωZ， δc,(j,k)→TCP表示关节j的第k个自由度 的振幅投射至刀具中心点产生的平动振幅的余弦部分， 是一个3维矢量， 表示 的 第k个元素， Wj,k是与CSj的第k个坐标轴同向的单位矢量， OTCP和Oj分别是刀具中心点和CSj原 点的坐标。 4.如权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述模态下铣削机器人各关节各自由度的变权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114800514 A 2形所产生的刀具中心点振幅为 其中， 表示CS0到刀具坐标系的旋转矩阵。 5.如权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述预设值的取值范围为[0.95,1)。 6.如权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述预设振幅阈值的取值范围为[0.7， 0.8]。 7.一种基于关节振型的铣削机器人薄弱环节判别系统， 其特征在于， 包括： 计算机可读 存储介质和处 理器； 所述计算机可读存 储介质用于存 储可执行指令； 所述处理器用于读取所述计算机可读存储介质中存储的可执行指令， 执行如权利要求 1‑6任一项所述的方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114800514 A 3