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[導(dǎo)讀]   2016年是機(jī)器人行業(yè)飛速發(fā)展的一年,從猴年央視春節(jié)晚會(huì)上的機(jī)器人舞蹈到現(xiàn)在遍地開(kāi)花的各大機(jī)器人操作系統(tǒng)、控制系統(tǒng)企業(yè),從全國(guó)各地的機(jī)器人大會(huì)、機(jī)器人論壇到機(jī)器人與互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)、大數(shù)據(jù)等新興技

  2016年是機(jī)器人行業(yè)飛速發(fā)展的一年,從猴年央視春節(jié)晚會(huì)上的機(jī)器人舞蹈到現(xiàn)在遍地開(kāi)花的各大機(jī)器人操作系統(tǒng)、控制系統(tǒng)企業(yè),從全國(guó)各地的機(jī)器人大會(huì)、機(jī)器人論壇到機(jī)器人與互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的結(jié)合,機(jī)器人早已經(jīng)不是我們傳統(tǒng)意義上重復(fù)性重體力勞動(dòng)的人工替代品,而是越發(fā)智能與常見(jiàn)。越來(lái)越多的機(jī)器人進(jìn)入尋常企業(yè),而對(duì)于這些企業(yè)來(lái)講,機(jī)器人控制系統(tǒng)的性能如何,是他們關(guān)注的重點(diǎn)。

  就目前來(lái)講,業(yè)界尚沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對(duì)工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),在機(jī)器人行業(yè),提到性能規(guī)范,一般是針對(duì)整機(jī)而言。評(píng)價(jià)工業(yè)機(jī)器人整機(jī)性能的指標(biāo)有很多,基于不同的的設(shè)計(jì)目的以及用途,其整機(jī)配件搭配、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及參數(shù)調(diào)整也有所差異,控制系統(tǒng)只是其中的一個(gè)環(huán)節(jié),發(fā)動(dòng)機(jī)(伺服電機(jī))、變速箱(減速器)、底盤(pán)/懸掛(結(jié)構(gòu)件)等對(duì)機(jī)器人整體的性能都有很大的影響。

  國(guó)標(biāo)《GB/T 12642 - 2001 工業(yè)機(jī)器人性能規(guī)范及其試驗(yàn)方法 》中針對(duì)十幾種機(jī)器人的性能指標(biāo)進(jìn)行界定,其中經(jīng)常提到的有三種:重復(fù)定位精度、位姿精度、軌跡精度。

  一般來(lái)說(shuō),工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的性能可以由機(jī)器人的位姿精度和軌跡精度來(lái)間接表示。

  1、位姿精度(Pose Accuracy):

  機(jī)器人的位姿精度一般指位姿重復(fù)度。

  機(jī)器人的位姿是指機(jī)器人相對(duì)于某一參考坐標(biāo)系的位姿,其重復(fù)位姿精度是機(jī)器人的一項(xiàng)最重要的技術(shù)指標(biāo),該指標(biāo)集中反映機(jī)器人的機(jī)電性能和使用效果,即機(jī)器人對(duì)同一指令位姿從同一方向重復(fù)響應(yīng)n次后實(shí)到位姿的一致程度。一般采用激光跟蹤儀進(jìn)行位姿精度的測(cè)量,如下圖所示:

  

  想要達(dá)到較高的位姿精度,需要控制系統(tǒng)提供以下功能:

  補(bǔ)償機(jī)械連桿的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)誤差,如連桿加工誤差、裝配誤差、機(jī)械公差等;

  補(bǔ)償關(guān)節(jié)柔性及連桿柔性;

  提供高精度的機(jī)械零點(diǎn)標(biāo)定功能。

  2、軌跡精度(Path Accuracy):

  機(jī)器人的軌跡精度,一般是指軌跡重復(fù)精度,表示機(jī)器人對(duì)同一軌跡指令重復(fù)n次時(shí)實(shí)到軌跡的一致程度。一般采用激光跟蹤儀進(jìn)行測(cè)試,讓機(jī)器人重復(fù)走某一條軌跡n次,然后取由n條軌跡組成的軌跡條橫切面的半徑。如下圖所示:

  

  一般采用模型的控制(Model Based Control)來(lái)提高軌跡精度。ABB公司對(duì)其Quick Move和True Move進(jìn)行了對(duì)比演示,在使用模型控制后,可保證機(jī)器人在系統(tǒng)允許的任何速度下保持非常高的軌跡一致性。

  另外,想要達(dá)到較高的軌跡精度,對(duì)機(jī)器人進(jìn)行關(guān)節(jié)摩擦補(bǔ)償也十分必要。

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