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控制关键技术 (1)运动解算及轨迹规划 运动求解,路径规划,提高机器人的运动精度和工作效率。 [5] (2)动力学补偿 一般工业机器人是一个串联悬臂式结构,刚性弱,运动复杂,容易发生变形和抖动,是一个需要运动学和动力学相结合的课题。为了改善机器人的动态性能和提高运动精度,机器人控制系统必须建立动力学模型,进行动力学补偿。补偿的内容主要包括重力补偿、惯量补偿、摩擦补偿、耦合补偿等。 [5] (3)标定补偿 机器人机械本体由于加工误差和装配误差的原因,难以避免会和理论数学模型存在偏差,会降低机器人TCP精度和轨迹精度,如在焊接和离线编程使用时会受到严重影响。通过检测和算法标定补偿机器人的模型参数,可以较好地解决此问题。 [5] (4)工艺包完善 控制系统要与实际工程应用相结合,系统除不断升级,功能更加强大外,还要根据行业应用的需求不断开发和完善工艺包,有利于积累行业工艺经验,对客户来说使用更方便,操作更简单,效率更高。
①轻量化 对机器人来说,电机的尺寸和重量非常敏感,通过高磁性材料优化、一体化优化设计、加工装配工艺优化等技术的研究,提高伺服电机的效率,减小电机空间尺寸和降低电机重量,是机器人电机的关键技术之一。 [5] ②高速 在减速比不能较大调整的情况,电机的转速则直接影响着机器人的末端速度和工作节拍;而且速比太低会影响电机的惯量匹配,因此提高电机的转速也是机器人电机的关键技术之一。 [5] ③直驱、中空 随着协作机器人的不断成熟和推广,机器人结构的轻量化、紧凑化要求提高,发展高力矩直接驱动电机、盘式中空电机等机器人专用电机也是未来的趋势。
在我国,工业机器人广泛应用于制造业,不仅仅应用于汽车制造业,大到航天飞机的生产,军用装备,高铁的开发,小到圆珠笔的生产都有广泛的应用。并且已经从较为成熟的行业延伸到食品,医疗等领域。由于机器人技术发展迅速,与传统工业设备相比,不仅产品的价格差距越来越小,而且产品的个性化程度高,因此在一些工艺复杂的产品制造过程中,可以让工业机器人替代传统设备,这样就可以在很大程度上提高经济效率。
驱动系统是向机械结构系统提供动力的装置。根据动力源不同,驱动系统的传动方式分为液压式、气压式、电气式和机械式4种。早期的工业机器人采用液压驱动。由于液压系统存在泄露、噪声和低速不稳定等问题,并且功率单元笨重和昂贵,目前只有大型重载机器人、并联加工机器人和一些特殊应用场合使用液压驱动的工业机器人。