Fundalul aplicației:
În contextul „Industriei 4.0” și „Made in China 2025”, pentru a se adapta la caracteristicile în schimbare rapidă ale industriei moderne și pentru a îndeplini cerințele de complexitate crescândă, roboții nu ar trebui să fie capabili doar să completeze repetiții. Lucrați stabil pentru o lungă perioadă de timp, dar să fiți și inteligent, în rețea, deschis și prietenos cu computerul.
Ca aspect important al dezvoltării și inovației continue a roboților industriali, tehnologia de predare se dezvoltă în direcția facilitării programării rapide a predării și îmbunătățirii capacităților de colaborare om-mașină. Caseta tradițională de predare, care are cele mai practice aplicații, necesită ca operatorul să aibă un anumit nivel de cunoștințe și experiență în domeniul tehnologiei robotului, iar eficiența predării este relativ scăzută. În comparație cu metoda de predare a casetei de predare, metoda de predare cu drag nu necesită ca operatorul să stăpânească cunoștințe și experiență de robot, iar operațiunea este simplă și rapidă, îmbunătățind considerabil gradul de prietenie și eficiența predării.
Concepte înrudite:
1. Drag predare
Se referă la mișcarea brațului de acționare în direcția forței umane sub tracțiunea operatorului (capătul de tracțiune sau tracțiunea unui anumit braț de operare). Această funcție poate planifica cu ușurință traiectorii (pentru sarcini cu precizie scăzută a traiectoriei procesului), permițând operatorilor să înregistreze și să reproducă traiectorii fără a fi nevoie de programare manuală, reducând pragul pentru operatori și îmbunătățind eficiența.
2. Învățare bazată pe senzori
Învățarea tradițională a frecvenței se bazează pe senzori de cuplu multidimensionali externi (inclusiv tipul de bază, tipul de îmbinare și tipul de capăt) ai robotului, care utilizează informațiile despre cuplu obținute de senzori pentru a calcula direcția și viteza de mișcare dorite. Deși această metodă poate îmbunătăți acuratețea controlului, ea aduce, de asemenea, costuri crescute și inconveniente la instalare și întreținere. Costul senzorilor de înaltă precizie este chiar mai mare decât cel al mașinii în sine.
3. Învățarea tragerii bazată pe controlul cuplului pentru echilibrarea forței zero
Pentru roboții industriali rigidi, fără creșterea costurilor de producție și întreținere, cu ajutorul modelului dinamic al robotului, controlerul poate calcula cuplul necesar pentru ca robotul să fie tras în timp real și apoi să furnizeze acest cuplu motorului, permițând robot pentru a ajuta eficient operatorul în tragerea, îndeplinind cerințele unei bune interacțiuni om-mașină.
Metode de control:
Există diferite metode de control al mișcării unei serii de brațe robotizate, printre care se numără trei reprezentative: control independent de articulație imbricată dublă buclă, articulare independentă imbricată dublă buclă plus controlul compensării gravitației/frecării, controlul cuplului calculat și controlul predarii tragerii. . Mai jos este o scurtă comparație:
1. Control independent de buclă dublă imbricată în articulație: se referă la utilizarea a două comenzi separate în buclă închisă pentru fiecare articulație, bucla de control exterioară fiind bucla de control al unghiului articulației și bucla de control interioară fiind bucla de control al vitezei unghiulare a articulației. Această metodă este cea mai veche metodă de control al robotului, pornind doar dintr-o perspectivă simplă de control al motorului, fără a lua în considerare modificările sarcinii motorului cu mișcare, astfel încât această metodă are o precizie slabă de urmărire.
2. Buclă dublă imbricată cu articulație independentă cu control de compensare a gravitației/frecării: Pe baza controlului buclei duble imbricate a articulației independente, compensarea anticipată a gravitației și frecării este aplicată direct la capătul de ieșire a cuplului. Acest algoritm ia în considerare principalii factori de cuplu, gravitație și frecare, deoarece aceste două cupluri reprezintă o mare parte din toate cuplurile robotului în condiții normale de lucru. La viteze mai mari, se pot adăuga și cuplul de accelerație, forța centrifugă și cuplul forța Coriolis (de obicei acest lucru nu se face deoarece zgomotul de accelerație unghiulară obținut prin diferența senzorului este prea mare). Această metodă de control este folosită mai frecvent la roboții industriali, care este metoda efectivă adoptată în acest caz.
3. Controlul cuplului calculat: acest mod de control se bazează pe premisa că modelul dinamic este foarte precis. După ce cuplul gravitațional, forța Coriolis, cuplul forță centrifugă și cuplul de frecare sunt adăugate la feedforward, sistemul poate fi simplificat într-un sistem de ordinul doi. Apoi, sistemul de ordinul doi poate fi plasat într-o stare critică de amortizare prin ajustarea coeficientului de feedback al unghiului și al vitezei unghiulare, iar sistemul de control al robotului are performanțe bune de control. Dificultatea acestei metode de control constă în a putea stabili modelul suficient de precis, care este una dintre direcțiile tipice de cercetare.
4. Învățarea tragerii: învățarea este de a compensa cuplul puternic și cuplul de frecare în funcție de poziția și viteza curentă, iar apoi brațul de acționare se mișcă pe direcția forței exercitate de persoană.