控制系統(tǒng)的任務是根據(jù)機器人的作業(yè)指令以及從傳感器反饋回來的信號,支配機器人的執(zhí)行機構(gòu)去完成規(guī)定的運動和功能。如果機器人不具備信息反饋特征,則為開環(huán)控制系統(tǒng);具備信息反饋特征,則為閉環(huán)控制系統(tǒng)。根據(jù)控制原理可分為程序控制系統(tǒng)、適應性控制系統(tǒng)和人工智能控制系統(tǒng)。根據(jù)控制運動的形式可分為點位控制和連續(xù)軌跡控制。
減速器選型
要對減速器的結(jié)構(gòu)類型,性能參數(shù)的含義有深刻理解,會對減速器進行選型和計算校核。要會對減速器進行檢測、測試,檢測的內(nèi)容主要包括噪音、抖動、輸出扭矩、扭轉(zhuǎn)剛度、背隙、重復定位精度和定位精度等。減速器的振動會引起機器人末端的抖動,降低機器人的軌跡精度。減速器振動有多種原因,其中共振是共性的問題,機器人企業(yè)必須掌握抑制或者避免出現(xiàn)共振的方法。
①輕量化
對機器人來說,電機的尺寸和重量非常敏感,通過高磁性材料優(yōu)化、一體化優(yōu)化設計、加工裝配工藝優(yōu)化等技術的研究,提高伺服電機的效率,減小電機空間尺寸和降低電機重量,是機器人電機的關鍵技術之一。 [5]
②高速
在減速比不能較大調(diào)整的情況,電機的轉(zhuǎn)速則直接影響著機器人的末端速度和工作節(jié)拍;而且速比太低會影響電機的慣量匹配,因此提高電機的轉(zhuǎn)速也是機器人電機的關鍵技術之一。 [5]
③直驅(qū)、中空
隨著協(xié)作機器人的不斷成熟和推廣,機器人結(jié)構(gòu)的輕量化、緊湊化要求提高,發(fā)展高力矩直接驅(qū)動電機、盤式中空電機等機器人專用電機也是未來的趨勢。
.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。