本发明涉及机械手精度保持与校准，具体涉及一种机械手工作中精度保持与校准方法。
背景技术：
1、机械手是一种自动化设备，通常具有人类手臂的功能，用于执行重复性高、危险或精细的任务，如组装、焊接、搬运和精密加工等。机械手在工作中的精度保持与校准是指通过各种技术手段和方法，确保机械手在执行任务时能够始终保持高精度和一致性，并定期进行调整和校正，以修正任何可能导致误差的因素。这包括使用高精度传感器和闭环控制系统进行实时监控和调整，优化机械结构设计以减少变形和振动的影响，应用误差补偿技术，进行定期维护和校准等。这么做的目的是确保机械手能够稳定、高效地完成任务，保证生产过程的质量和效率，减少因误差引起的故障和生产损失，从而提升整个自动化系统的可靠性和生产率。
2、现有的机械手在工作中精度保持与校准技术具体的工作过程包括以下步骤：首先，安装高精度位置和力传感器，实时监测机械手的各个关节和末端执行器的位置、姿态和受力情况；其次，使用闭环控制系统，根据传感器反馈的数据，实时调整机械手的运动轨迹和速度，以确保精确定位；然后，优化机械手的机械结构设计和材料选择，以减少由于振动和变形引起的误差；同时，实施温度补偿算法，减少环境温度变化对机械手精度的影响；此外，通过误差补偿技术，建立误差模型并对系统误差进行修正；最后，进行定期的校准维护，包括重新标定传感器和机械手关节位置，检查和更换磨损部件，确保各部件的正常工作状态和精度，这一系列步骤协同工作，确保机械手在长期运行中保持高精度和可靠性。
3、现有技术存在以下不足：
4、在高速装配线上，机械手需要通过使用闭环控制系统，根据传感器反馈的数据实时调整运动轨迹和速度，以确保精确定位。然而，机械手在高速运动时，各个关节和末端执行器需要高频率更新和调整，传感器实时反馈的数据量大且频率高。现有控制系统的计算能力和响应速度有限，难以在短时间内完成数据的接收、处理和反馈，导致系统响应延迟。这种延迟使得机械手无法快速、准确地调整运动轨迹，导致生产线的整体节奏被打乱，降低了生产效率。此外，现有技术的硬件和软件架构在应对如此高频率、高精度需求时表现出明显的瓶颈，无法满足高速装配线对实时性和精度的极高要求，从而进一步加剧了生产效率的下降。
5、在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种机械手工作中精度保持与校准方法，以解决上述背景技术中的问题。
2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种机械手工作中精度保持与校准方法，具体包括以下步骤：
3、安装在高速装配线上的机械手在进行高速运动时，通过传感器获取各个关节和末端执行器的工作状态信息；
4、提取各个关节和末端执行器的工作状态信息中各个数据的紧迫信息；
5、对各个数据的紧迫信息进行分析，评估各个数据的紧迫度，并根据评估结果将各个数据分别划分为紧迫信息和非紧迫信息；
6、闭环控制系统优先处理紧迫信息，并构建待处理模块，将非紧迫信息存储在待处理模块中；
7、持续监测闭环控制系统对紧迫信息的处理量变化情况以及闭环控制系统的响应状态，评估闭环控制系统是否需要对非紧迫信息进行处理，并根据评估结果决定是否对非紧迫信息进行处理。
8、优选的，对各个数据的紧迫信息进行分析，评估各个数据的紧迫度，并根据评估结果将各个数据分别划分为紧迫信息和非紧迫信息，具体包括以下步骤：
9、对各个关节和末端执行器的工作状态信息中各个数据的紧迫信息进行预处理；
10、提取经过预处理的各个数据的紧迫信息中的数据值信息和时间信息；
11、对各个数据的数据值信息和时间信息进行综合分析，分别生成各个数据的变化速率系数和偏离程度指数；
12、将生成的各个数据的变化速率系数和偏离程度指数构建紧迫评估模型，生成各个数据的紧迫系数；
13、将生成的各个数据的紧迫系数与预先设定的紧迫系数阈值进行比对，评估各个数据的紧迫度，并根据评估结果将各个数据分别划分为紧迫信息和非紧迫信息。
14、优选的，各个数据的变化速率系数和偏离程度指数的获取逻辑如下：
15、获取传感器在一段时间内不同时刻获取的各个数据的数据值和对应的时间点，将传感器在一段时间内不同时刻获取的各个数据的数据值按照时间序列用函数进行xi(t)表示，t表示对应的时间点，定义时间段为[t1，t2]，xi(t)表示传感器在一段时间内t时刻获取的第i个数据的数据值，i＝1、2、3、…、g，g为正整数；
16、对于传感器在一段时间内t时刻获取的第i个数据的数据值，计算其相对于前一时间点的数据变化率依据公式：
17、
18、式中，δt为时间间隔；
19、计算各个数据的变化速率系数，具体的计算公式如下：
20、
21、式中，rcci为第i个数据的变化速率系数；
22、获取机械手在进行高速运动时传感器获取的各个数据的预设数据值，获取后，将机械手在进行高速运动时传感器获取的各个数据的预设数据值标定为表示机械手在进行高速运动时传感器获取的第i个数据的预设数据值；
23、对于传感器在一段时间内t时刻获取的第i个数据的数据值，计算其与预设数据值之间的偏差，依据公式：
24、
25、式中，为传感器在一段时间内t时刻获取的第i个数据的数据值与预设数据值之间的偏差；
26、计算各个数据的偏离程度指数，具体的计算公式如下：
27、
28、式中，ddii为第i个数据的偏离程度指数。
29、优选的，将生成的各个数据的变化速率系数rcci和偏离程度指数ddii构建紧迫评估模型，通过加权求和生成各个数据的紧迫系数jpi，jpi表示第i个数据的紧迫系数。
30、优选的，将生成的各个数据的紧迫系数jpi与预先设定的紧迫系数阈值jpyuzhi进行比对，评估各个数据的紧迫度，并根据评估结果将各个数据分别划分为紧迫信息和非紧迫信息，具体划分过程如下：
31、若jpi≤jpyuzhi，该数据的紧迫度低，将该数据划分为非紧迫信息；
32、若jpi>jpyuzhi，该数据的紧迫度高，将该数据划分为紧迫信息。
33、优选的，在评估各个数据的紧迫度后，闭环控制系统对被评估为紧迫信息的数据进行实时处理和响应，确保机械手的高精度和稳定性；同时，构建待处理模块，将被评估为非紧迫信息的数据存储在待处理模块中。
34、优选的，持续监测闭环控制系统对紧迫信息的处理量变化情况以及闭环控制系统的响应状态，评估闭环控制系统是否需要对非紧迫信息进行处理，并根据评估结果决定是否对非紧迫信息进行处理，具体包括以下步骤：
35、采集两类数据，其中一类数据为紧迫信息处理量的变化情况，另一类数据为闭环控制系统的响应时间；
36、对第一类数据进行实时数据分析，生成紧迫信息处理效率；
37、对第二类数据进行实时数据分析，生成闭环控制系统响应指数；
38、确定紧迫信息处理效率阈值和闭环控制系统响应指数阈值；
39、将紧迫信息处理效率和闭环控制系统响应指数分别与紧迫信息处理效率阈值和闭环控制系统响应指数阈值进行比对，判断是否需要对非紧迫信息进行处理，具体判断如下：
40、若满足紧迫信息处理效率大于紧迫信息处理效率阈值且闭环控制系统响应指数小于闭环控制系统响应指数阈值，则对非紧迫信息进行处理；
41、若不满足紧迫信息处理效率大于紧迫信息处理效率阈值且闭环控制系统响应指数小于闭环控制系统响应指数阈值，则不对非紧迫信息进行处理。
42、在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：
43、1、本发明通过闭环控制系统优先处理紧迫信息，并构建待处理模块，将非紧迫信息存储在待处理模块中，从而解决了现有控制系统在处理高频率、高精度需求时的计算瓶颈。通过实时采集和分析各个关节和末端执行器的工作状态信息，系统能够快速识别和处理对机械手运行精度影响最大的紧迫信息，避免因响应延迟导致的运动轨迹偏差，从而确保机械手在高速装配线上的精确定位和稳定运行。这一优点显著提高了系统的实时响应能力，减少了因延迟引起的生产节奏混乱和效率下降。
44、2、本发明通过持续监测闭环控制系统对紧迫信息的处理量变化情况以及响应状态，系统可以动态评估是否需要处理存储在待处理模块中的非紧迫信息。当紧迫信息处理效率高且系统响应时间在合理范围内时，系统能够自动调度资源处理非紧迫信息，确保所有数据都得到及时处理。这一方法有效优化了资源的使用和调度，避免了资源浪费和处理瓶颈，提升了系统的整体效率和稳定性。通过这样的资源管理，系统在高负载条件下仍能保持良好的运行状态。
45、3、本发明通过对各个数据的紧迫信息进行预处理、提取数据值信息和时间信息，生成变化速率系数和偏离程度指数，并通过紧迫评估模型计算紧迫系数，确保了数据处理的精度和可靠性。将生成的紧迫系数与预设阈值进行比对，系统能够准确区分紧迫信息和非紧迫信息，实现对机械手工作状态的精确监控和调整。该方法不仅提高了数据处理的精度，还增强了系统对异常情况的检测和响应能力，确保了机械手在高速运动中的稳定性和可靠性，从而满足了高速装配线对实时性和精度的极高要求。
1.一种机械手工作中精度保持与校准方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种机械手工作中精度保持与校准方法，其特征在于，对各个数据的紧迫信息进行分析，评估各个数据的紧迫度，并根据评估结果将各个数据分别划分为紧迫信息和非紧迫信息，具体包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种机械手工作中精度保持与校准方法，其特征在于，各个数据的变化速率系数和偏离程度指数的获取逻辑如下：
4.根据权利要求3所述的一种机械手工作中精度保持与校准方法，其特征在于，将生成的各个数据的变化速率系数rcci和偏离程度指数ddii构建紧迫评估模型，通过加权求和生成各个数据的紧迫系数jpi，jpi表示第i个数据的紧迫系数。
5.根据权利要求4所述的一种机械手工作中精度保持与校准方法，其特征在于，将生成的各个数据的紧迫系数jpi与预先设定的紧迫系数阈值jpyuzhi进行比对，评估各个数据的紧迫度，并根据评估结果将各个数据分别划分为紧迫信息和非紧迫信息，具体划分过程如下：
6.根据权利要求5所述的一种机械手工作中精度保持与校准方法，其特征在于，在评估各个数据的紧迫度后，闭环控制系统对被评估为紧迫信息的数据进行实时处理和响应，确保机械手的高精度和稳定性；同时，构建待处理模块，将被评估为非紧迫信息的数据存储在待处理模块中。
7.根据权利要求6所述的一种机械手工作中精度保持与校准方法，其特征在于，持续监测闭环控制系统对紧迫信息的处理量变化情况以及闭环控制系统的响应状态，评估闭环控制系统是否需要对非紧迫信息进行处理，并根据评估结果决定是否对非紧迫信息进行处理，具体包括以下步骤：
