工業(yè)機(jī)器人是廣泛用于工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器裝置,具有一定的自動(dòng)性,可依靠自身的動(dòng)力能源和控制能力實(shí)現(xiàn)各種工業(yè)加工制造功能。工業(yè)機(jī)器人被廣泛應(yīng)用于電子、物流、化工等各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域之中。
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)。
電力驅(qū)動(dòng)是目前使用多的一種驅(qū)動(dòng)方式,其特點(diǎn)是電源取用方便,響應(yīng)快,驅(qū)動(dòng)力大,信號(hào)檢測(cè)、傳遞、處理方便,并可以采用多種靈活的控制方式,驅(qū)動(dòng)電機(jī)一般采用步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī),目前也有采用直接驅(qū)動(dòng)電機(jī),但是造價(jià)較高,控制也較為復(fù)雜,和電機(jī)相配的減速器一般采用諧波減速器、擺線針輪減速器或者行星齒輪減速器。由于并聯(lián)機(jī)器人中有大量的直線驅(qū)動(dòng)需求,直線電機(jī)在并聯(lián)機(jī)器人領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。
.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(hù)來(lái)說(shuō)使用更方便,操作更簡(jiǎn)單,效率更高。