從機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)看,工業(yè)機(jī)器人總體上分為串聯(lián)機(jī)器人和并聯(lián)機(jī)器人。串聯(lián)機(jī)器人的特點(diǎn)是一個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)會(huì)改變另一個(gè)軸的坐標(biāo)原點(diǎn),而并聯(lián)機(jī)器人一個(gè)軸運(yùn)動(dòng)則不會(huì)改變另一個(gè)軸的坐標(biāo)原點(diǎn)。早期的工業(yè)機(jī)器人都是采用串聯(lián)機(jī)構(gòu)。并聯(lián)機(jī)構(gòu)定義為動(dòng)平臺(tái)和定平臺(tái)通過(guò)至少兩個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)鏈相連接,機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)或兩個(gè)以上自由度,且以并聯(lián)方式驅(qū)動(dòng)的一種閉環(huán)機(jī)構(gòu)。
機(jī)器人-環(huán)境交互系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與外部環(huán)境中的設(shè)備相互聯(lián)系和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)。機(jī)器人與外部設(shè)備集成為一個(gè)功能單元,如加工制造單元、焊接單元、裝配單元等。當(dāng)然也可以是多臺(tái)機(jī)器人集成為一個(gè)去執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)的功能單元。
伺服
①快速響應(yīng),定位
伺服的響應(yīng)時(shí)間直接影響到機(jī)器人的快速起停效果,影響機(jī)器人的工作效率和節(jié)拍。 [5]
②無(wú)傳感器方式實(shí)現(xiàn)彈性碰撞
性是衡量機(jī)器人性能的一個(gè)重要指標(biāo)。加入力或力矩傳感器會(huì)使結(jié)構(gòu)更復(fù)雜,成本更高,基于編碼器、電機(jī)電流耦合關(guān)系的無(wú)傳感彈性碰撞技術(shù),可以在不改變本體結(jié)構(gòu),不增加本體成本的條件下,在一定程度上提高機(jī)器人的性。 [5]
③驅(qū)動(dòng)多合一、驅(qū)控一體。
驅(qū)動(dòng)多合一,多核CPU多軸驅(qū)控一體化集成技術(shù),提高系統(tǒng)性能,降低驅(qū)動(dòng)體積與成本。 [5]
④在線自適應(yīng)抖振抑制
工業(yè)機(jī)器人懸臂結(jié)構(gòu)極易在多軸聯(lián)動(dòng)、重載及快速起停時(shí)引起抖動(dòng)。機(jī)器人本體剛度要與電機(jī)伺服剛度參數(shù)相匹配,剛度過(guò)高,會(huì)造成振動(dòng),剛度過(guò)低會(huì)造成起停反應(yīng)緩慢。機(jī)器人在不同的位置和姿態(tài),以及在不同的工裝負(fù)載下剛度都不一樣,很難通過(guò)提前設(shè)置伺服剛度值能滿足所有工況的需求。在線自適應(yīng)抖振抑制技術(shù),提出免參數(shù)調(diào)試的智能控制策略,同時(shí)兼顧剛度匹配、抖振抑制的需求,可以抑制機(jī)器人末端抖動(dòng),提高末端定位精度。
.控制關(guān)鍵技術(shù)
(1)運(yùn)動(dòng)解算及軌跡規(guī)劃
運(yùn)動(dòng)求解,路徑規(guī)劃,提高機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)精度和工作效率。 [5]
(2)動(dòng)力學(xué)補(bǔ)償
一般工業(yè)機(jī)器人是一個(gè)串聯(lián)懸臂式結(jié)構(gòu),剛性弱,運(yùn)動(dòng)復(fù)雜,容易發(fā)生變形和抖動(dòng),是一個(gè)需要運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)相結(jié)合的課題。為了改善機(jī)器人的動(dòng)態(tài)性能和提高運(yùn)動(dòng)精度,機(jī)器人控制系統(tǒng)必須建立動(dòng)力學(xué)模型,進(jìn)行動(dòng)力學(xué)補(bǔ)償。補(bǔ)償?shù)膬?nèi)容主要包括重力補(bǔ)償、慣量補(bǔ)償、摩擦補(bǔ)償、耦合補(bǔ)償?shù)取?[5]
(3)標(biāo)定補(bǔ)償
機(jī)器人機(jī)械本體由于加工誤差和裝配誤差的原因,難以避免會(huì)和理論數(shù)學(xué)模型存在偏差,會(huì)降低機(jī)器人TCP精度和軌跡精度,如在焊接和離線編程使用時(shí)會(huì)受到嚴(yán)重影響。通過(guò)檢測(cè)和算法標(biāo)定補(bǔ)償機(jī)器人的模型參數(shù),可以較好地解決此問(wèn)題。 [5]
(4)工藝包完善
控制系統(tǒng)要與實(shí)際工程應(yīng)用相結(jié)合,系統(tǒng)除不斷升級(jí),功能更加強(qiáng)大外,還要根據(jù)行業(yè)應(yīng)用的需求不斷開(kāi)發(fā)和完善工藝包,有利于積累行業(yè)工藝經(jīng)驗(yàn),對(duì)客戶來(lái)說(shuō)使用更方便,操作更簡(jiǎn)單,效率更高。