機器人控制發(fā)展的現(xiàn)狀與前景-wenkub
2023-07-09 19:44:38 本頁面
【正文】 這個方向的一項突破會掀起大范圍的工業(yè)應(yīng)用機器人學(xué)的一股新浪潮，盡管這些在今天看來是不現(xiàn)實的。 矩器就是機器人力控制有很大潛力的一個例子。這些應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)很好的建立起來，機器人的一些特征諸如安裝、編程、集成、維修、性能和功能被不斷完善。而且,有必要使機器人控制與工廠自動化系統(tǒng)的諸如應(yīng)用協(xié)議、通訊系統(tǒng)、I / O接口、PLC設(shè)備、用戶界面??、工藝設(shè)備等相適應(yīng)，以達(dá)到不同機器人產(chǎn)品之間的最佳利用和最短的切換時間。應(yīng)該強調(diào)的是，汽車產(chǎn)業(yè)包括他們的供應(yīng)鏈?zhǔn)墙裉熘鲗?dǎo)客戶forindustrial機器人（聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會，2004）?？刂茟?yīng)用 簡介工業(yè)機器人發(fā)展的特點是一個大范圍的多學(xué)科技術(shù)的融合。上述陳述的主要結(jié)論是:工業(yè)機器人的發(fā)展是在遠(yuǎn)離它的限制, 需要大量的研究和開發(fā)來獲得一個工業(yè)機器人自動化更廣泛應(yīng)用。高度模塊化機器人的引進將增加機器人對安裝支持的需求，這樣就使得即插即用功能變得更為重要。在這里本文提出了未來機器人控制發(fā)展的一些情況?，F(xiàn)階段，基于模型的控制是工業(yè)機器人控制的關(guān)鍵技術(shù)。瑞典2006年10月5日投稿2007年1月14日發(fā)表2007年5月4日網(wǎng)上刊登摘要：對于機器人制造商來說機器人控制技術(shù)是一項核心競爭力。為了改善機器人性能、減小機器人成本和開發(fā)新的功能，機器人制造商做了大量的研發(fā)工作。盡管成本壓力致使機器人機械結(jié)構(gòu)更加難以控制，為了滿足更高的性能要求，控制模型和控制計劃還是越來越精確。一種情況是，輕型機器人的概念可能對未來汽車制造和中小型企業(yè)（SME）的自動化產(chǎn)生影響。獲得高度模塊化機器人的一種途徑是利用近年來發(fā)展起來的一種新型的并行結(jié)構(gòu)機器人結(jié)構(gòu)。2007愛思唯爾有限公司保留所有權(quán)利。這些技術(shù)很多都不是特定面向機器人的，可以通過其他更廣泛的產(chǎn)品領(lǐng)域得到發(fā)展。這意味著出自這種類型的制造系統(tǒng)的要求很大程度上驅(qū)動著機器人的發(fā)展。(RIA及美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院,2000年)。從控制的觀點來看, 這意味著對魯棒性，穩(wěn)定性和精度方面的要求提高了。再進一步看汽車制造業(yè)自動化程度的現(xiàn)狀，目前只有極少數(shù)的機器人用于最后的裝配。然而,在討論未來機器人的控制技術(shù)之前,先給出目前主要工業(yè)機器人控制的發(fā)展一些例子。在工業(yè)上采用多機器人控制的主要原因是通過讓機器人并行工作以降低生產(chǎn)成本，尤其對電弧焊這種低速的過程而言。對于更高的靈活性，工件也可以由一個機器人夾持(圖1)，另一個機器人夾持被焊接的部件。同時,必須注意到collabor ating機器人比單身的機器人更難于編程，因此離線編程機器人和細(xì)胞模型更有積極性。 多機器人控制是需求相關(guān)的是開發(fā)機器人具有很高的承載力的要求（ABB公司 2，2001）。這種自動化解決方案的動力來自用機器人取代單一的目的運輸系統(tǒng)產(chǎn)生的更高靈活性。此外,一個機器人單元安全柵欄，更有效的適應(yīng)工作空間的局限性,這將節(jié)省占地面積在車間。所需的冗余當(dāng)然可以在許多方面得到它，但同時重要的是不能增加增加的成本超過它的冗余功能可接受的應(yīng)用。這種安全技術(shù)的不斷發(fā)展，可以對未來人類在更少的機器人結(jié)構(gòu)化的環(huán)境比在今天的機器人裝置所需要的人機協(xié)作的第一步。測試設(shè)備的經(jīng)驗表明，一個車間的環(huán)境通信本身不是主要問題，大問題是關(guān)于安全的，,例如, 為安全的無線緊急事件的處理方法和機器人示教系統(tǒng)在日志中安全的選擇去發(fā)現(xiàn)新的概念。很長一段時間以來，雖然機器人制造商已能將機器人進行力的控制，尚未有廣泛的利用這個功能。在力傳感器的應(yīng)用為基礎(chǔ)的控制應(yīng)用中，手工作業(yè)與惡劣的工作條件、發(fā)健康風(fēng)險是引進這項新技術(shù)的原因。圖3 . 利用計算機軟件、觸摸屏、高效的應(yīng)用開發(fā)工具、教學(xué)吊墜，同時也是一種通用的圖形用戶界面裝置和一個專門的機器人編程器和操作工具。甚至現(xiàn)在抓取工件技術(shù)為工業(yè)用途具有足夠的魯棒性（渡邊和典，Warashina，＆Kumiya，2005年）, 也有利用三維視覺技術(shù)校準(zhǔn)工具、工作對象、夾具和其他機器人部件的可能性。對于跟蹤傳感器，優(yōu)化使用和與機器人程序相關(guān)的超前信息協(xié)調(diào)是很重要的，為了能在測量數(shù)據(jù)缺乏的情況下能夠處理并且從進程失敗中能進行有效的恢復(fù)。 ABB公司 4，2006），現(xiàn)實的機器人仿真接口實現(xiàn)對機器人編程水平(RRS, 2006)，過程建模工具的開發(fā)以簡化機器人編程（Skarin，Claesson，＆Bergling，2004年），用于邏輯控制和先進的工藝和設(shè)備控制的PLC控制功能集成到機器人控制器中，生產(chǎn)數(shù)據(jù)的優(yōu)化、監(jiān)測、預(yù)防性維護和故障隔離等的遠(yuǎn)程自動化采集將進一步發(fā)展。 Ostring, 2002)。即使所有的這些方面都做了很多學(xué)術(shù)研究，大量的應(yīng)用研究需要進一步改善基于模型工業(yè)機器人的魯棒控制。然而, 就其用途廣泛而言機器人也十分獨特,這意味著機器人技術(shù)要向著來自不同的自動化和不同的用途的大范圍的要求去發(fā)展(機器人制造商聯(lián)系,2006)。有時機器人自動化會變得很受歡迎對于一個特定的圖4 . 由一個共同的控制器控制的機器人家族的基于模型控制，可以由可配置的剛體和彈性動力學(xué)模型來實現(xiàn)。與此同時,還需要提高的是連續(xù)的靈活性,提高機器人的使用可靠性,改善勞動條件,降低壽命周期成本,使安裝、系統(tǒng)集成、編程和維護容易、以提高性能(圖5)。因此，PC領(lǐng)域硬件和
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