從機械結(jié)構(gòu)來看,工業(yè)機器人總體上分為串聯(lián)機器人和并聯(lián)機器人。串聯(lián)機器人的特點是一個軸的運動會改變另一個軸的坐標原點,而并聯(lián)機器人一個軸運動則不會改變另一個軸的坐標原點。早期的工業(yè)機器人都是采用串聯(lián)機構(gòu)。并聯(lián)機構(gòu)定義為動平臺和定平臺通過至少兩個獨立的運動鏈相連接,機構(gòu)具有兩個或兩個以上自由度,且以并聯(lián)方式驅(qū)動的一種閉環(huán)機構(gòu)。
機器人-環(huán)境交互系統(tǒng)是實現(xiàn)機器人與外部環(huán)境中的設備相互聯(lián)系和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)。機器人與外部設備集成為一個功能單元,如加工制造單元、焊接單元、裝配單元等。當然也可以是多臺機器人集成為一個去執(zhí)行復雜任務的功能單元。
伺服
①快速響應,定位
伺服的響應時間直接影響到機器人的快速起停效果,影響機器人的工作效率和節(jié)拍。 [5]
②無傳感器方式實現(xiàn)彈性碰撞
性是衡量機器人性能的一個重要指標。加入力或力矩傳感器會使結(jié)構(gòu)更復雜,成本更高,基于編碼器、電機電流耦合關系的無傳感彈性碰撞技術,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器人的性。 [5]
③驅(qū)動多合一、驅(qū)控一體。
驅(qū)動多合一,多核CPU多軸驅(qū)控一體化集成技術,提高系統(tǒng)性能,降低驅(qū)動體積與成本。 [5]
④在線自適應抖振抑制
工業(yè)機器人懸臂結(jié)構(gòu)極易在多軸聯(lián)動、重載及快速起停時引起抖動。機器人本體剛度要與電機伺服剛度參數(shù)相匹配,剛度過高,會造成振動,剛度過低會造成起停反應緩慢。機器人在不同的位置和姿態(tài),以及在不同的工裝負載下剛度都不一樣,很難通過提前設置伺服剛度值能滿足所有工況的需求。在線自適應抖振抑制技術,提出免參數(shù)調(diào)試的智能控制策略,同時兼顧剛度匹配、抖振抑制的需求,可以抑制機器人末端抖動,提高末端定位精度。
.控制關鍵技術
(1)運動解算及軌跡規(guī)劃
運動求解,路徑規(guī)劃,提高機器人的運動精度和工作效率。 [5]
(2)動力學補償
一般工業(yè)機器人是一個串聯(lián)懸臂式結(jié)構(gòu),剛性弱,運動復雜,容易發(fā)生變形和抖動,是一個需要運動學和動力學相結(jié)合的課題。為了改善機器人的動態(tài)性能和提高運動精度,機器人控制系統(tǒng)必須建立動力學模型,進行動力學補償。補償?shù)膬?nèi)容主要包括重力補償、慣量補償、摩擦補償、耦合補償?shù)取?[5]
(3)標定補償
機器人機械本體由于加工誤差和裝配誤差的原因,難以避免會和理論數(shù)學模型存在偏差,會降低機器人TCP精度和軌跡精度,如在焊接和離線編程使用時會受到嚴重影響。通過檢測和算法標定補償機器人的模型參數(shù),可以較好地解決此問題。 [5]
(4)工藝包完善
控制系統(tǒng)要與實際工程應用相結(jié)合,系統(tǒng)除不斷升級,功能更加強大外,還要根據(jù)行業(yè)應用的需求不斷開發(fā)和完善工藝包,有利于積累行業(yè)工藝經(jīng)驗,對客戶來說使用更方便,操作更簡單,效率更高。