因为未来机器人的运动应用要求:是需要走进人类的实际生活的,即:是需要与安全地与人类做物理上的交互,是需要做到柔顺的阻抗控制,是需要具备在未知环境中的运动的能力,是需要具备快速的动态控制调整能力。
而以上的所有,都离不开力/力矩控制。
力控的应用背景:在目前的工业界几乎都在使用着传统的位置控制,比较典型的就是:机器人沿着事先规划好的轨迹在封闭、确认的空间中运动。或者有些时候,机器人得到从视觉系统的反馈,这样就能使得位置控制的机器人具备一定适应外界可变环境的能力。但是在某些应用场合中更加精确地控制施加在末端执行器的力比控制末端执行器的位置更加重要时,力控就必须得到引入,即:单单将关节目标位置作为控制输出量远远不能达到应用的要求,必须引入力矩/力控制输出量,或者将力矩/力作为闭环反馈量引入控制。
分析讨论工业机器人的位置控制、速度控制、加速度控制和力控制的特点及其区别
工业机器人控制系统的特点
1、机器人的控制是与机构运动学和动力学密切相关的。在各种坐标下都可以对机器人手足的状态进行描述,应根据具体的需要对参考坐标系进行选择,并要做适当的坐标变换。
2、即使是一个较简单的机器人也至少需要3~5个自由度,比较复杂的机器人则需要十几个甚至几十个自由度。每一个自由度一般都包含一个伺服机构,它们必须协调起来,组成一个多变量控制系统。
3、由计算机来实现多个独立的伺服系统的协调控制和使机器人按照人的意志行动,甚至赋予机器人一定“智能”的任务。所以机器人控制系统一定是一个计算机控制系统。
4、由于描述机器人状态和运动的是一个非线性数学模型,随着状态的改变和外力的变化其参数也随之变化,并且各变量之间还存在耦合。所以只使用位置闭环是不够的,还必须要采用速度甚至加速度闭环。
工业机器人控制方式有几种
1、点位控制方式(PTP)
这种控制方式只对工业机器人末端执行器在作业空间中某些规定的离散点上的位姿进行控制。在控制时只要求工业机器人能够快速、准确地在相邻各点之间运动,对达到目标点的运动轨迹则不作任何规定。
2、连续轨迹控制方式(CP)
这种控制方式是对工业机器人末端执行器在作业空间中的位姿进行连续的控制,要求其严格按照预定的轨迹和速度在一定的精度范围内运动,而且速度可控,轨迹光滑运动平稳,以完成作业任务。
3、力(力矩)控制方式
在进行装配、抓放物体等工作时,除了要求准确定位之外还要求所使用的力或力矩必须合适,这时必须要使用(力矩)伺服方式。
这种控制方式的原理与位置伺服控制原理基本相同,只不过输入量和反馈量不是位置信号,而是力(力矩)信号,所以该系统中必须有力感器。
工业机器人是如何更好地实现它的运动控制?
工业机器人的运动控制主要是实现点位运动( PTP ) 和 连续路径运动(C P ) 两种。
当机器人进行 CP 运动控制时,末端执行器既要保证运动的起点和目标点位姿,而且必须保证机器人能沿所期望的轨迹在一定精度范围内运动。
对于机器人手臂的运动来说,人们通常关注末端的运动,而末端运动乃是由各个关节的运动合成实现的。因而必须考虑手臂末端的位置、姿态与各个关节位移之间的关系。此外,手臂运动,不仅仅涉及末端从某个位置向另外一个位置的移动,有时也希望它能沿着特定的空间路径进行移动。为此,不仅要考虑手臂末端的位置,而且还必须顾及它的速度和加速度。若再进一步从控制的观点来看,机器人手臂是一个复杂的多变量非线性系统,各关节之间存在耦合,为了完成高精度运动,必须对相互的影响进行补偿。
PLC可实现对单轴和多轴的位置控制、速度控制及加速度控制,并可使运动控制和顺序控制合理地结合在一起,在进行运动控制的同时还可进行其他控制,再加上新运动模块的开发及相关软件的推出,PLC用于运动控制的比例正逐渐增加。多数情况下,选择PLC作机器人运动控制器是较好的方案。
机器人柔性力控打磨主要特点说明
伴随着时代的发展,无论是打磨质量、生产 效率,还是人工劳动条件,种种因素都促使研磨行业对自动化和机器人提出了新的需求。那机器人打磨效果究竟如何?打磨效果好吗?机器人打磨主要特点说明。
打磨机器人主要用于电子行业、手机外壳、 汽车 零部件、工业零件、医疗器械、民用产品等行业高精度的打磨抛光作业。企业进行机器人打磨时,往往在以下几个方面的特点优势:
1.稳定和提高打磨质量和产品光洁度,保证其一致性;
2.提高生产率,一天可24小时连续生产;
3.改善工人劳动条件,可在有害环境下长期工作;
4.降低对工人操作技术的要求;
5.缩短产品改型换代的周期,减少相应的投资设备;
俗话说术业有专攻,机器人打磨还是要看专业的打磨机器人。专业的打磨机器人主要由工业机器人本体和柔性力控打磨工具、抓手等外围设备组成,通过系统集成,由总控制电柜将机器人和外围设备的软硬件连接起来,统一协调,实现各种打磨功能。
机器人打磨主要有两种方式:一种是通过机器人末端执行器夹持力控打磨工具,主动接触工件,工件相对固定不动,因此这种打磨机器人可称为工具主动型打磨机器人;柔性力控打磨工具的力控系统可根据工作需要对未端工具进行重力补偿并精确输出平行于机械臂轴向的接触力,同时该装置还能根据接触表面的轮廊特征进行自适应伸缩,解决了接触面敏感特征工艺与快速接触移动之间的自动化难题。机器人系统控制打磨路径,力控系统柔性恒力输出,不光可以使得底材表面每一处都处理到位,一致性高,打磨效率也更高。柔性力控打磨工具的力控精度达到了惊人的 1N,这是非常小的一个力,用手指轻轻碰一下桌子,就至少要2-3N的力,这个力控精度要远远高于人手的精度。如果机器人不用柔性力控打磨系统,而是直接抓着打磨工具去打磨,由于无法控制打磨力度,也无法进行柔性浮动,打磨良品率很低;而且对机器人走位精度、调试工艺要求非常高,调试非常麻烦。而盈连 科技 的柔性力控打磨系统就通过对力量、位置、姿势等关键信息的实时感知,可在不到0.01秒的时间内自动进行柔性控制,确保打磨力的恒定。
另一种是机器人末端执行器夹持工件,通过工件贴近接触柔性力控砂带机,设备相对固定不动,因此这种打磨机器人也称为工件主动打磨机器人。柔性力控砂带机跟力控柔性抛光打磨工具一样,同样具备力/位混合控制补偿,精密的力位控制技术,可保证接触力精确与稳定,同时还可根据工艺自动补偿砂带耗材的磨损,并且打磨轮及耗材十分方便拆卸及更换,后期维护成本也很低。
发那科机器人力控设置
题主是否想询问“发那科机器人力控设置根据什么分类”?根据作业任务不同来进行分类。发那科机器人力控设置是根据作业任务不同来进行分类,发那科机器人的控制方式主要有四种,分别是位控制方式、连续轨迹控制方式、力(力矩)控制方式和智能控制方式。
核酸采样机器人现身在上海街头,机器人工作的原理是怎样的?
上海的街头已经出现了一种核酸采样的机器人,在30秒之内就可以完成核酸检测,那么他们是怎样识别的呢?他们具有怎样的工作原理呢?让我们一起来看一下吧!
核酸检测现在越来越常态化了,随着人工智能的发展越来越好,在这样的关键时刻,就能够派上用场了。人工核酸采样人力成本很高,现在就可以直接用上人工智能了。全自动采样机器人左三圈,右三圈,短短30秒的时间就能够完成核酸检测,而且整个过程都是特别舒服的,还有语音提示,让人有了一种很不错的体验。
核酸采样机器人主要的工作原理就是视觉加力控,第一个就是能够识别到人脸的位置和扁桃体的位置,而第二个就是能够控制自己的力度,轻轻松松完成核酸检测,根本就不需要人工指引。
一个人在进行核酸检测的时候,首先要把自己的脸放到机器人的前面,当机器人指导他在下口罩,然后张大嘴巴的时候,他就应该照着做,只要按照语音提示做,基本上就没有什么大的问题。机器人在发现人的扁桃体之后,就能够牵动棉签主动过去采集分泌物,而且这个力量的控制也是在安全的范围之内的。左三圈,右三圈,基本上很快就可以完成动作。
机器人的工作原理大概就是这个样子的,有很多体验过的同志都觉得这个机器人做得很不错。社会的发展越来越好了,用人工智能的方面也有很多,近几年就有很大的体现,大大的省去了人工,不过这样也也有另外的一个问题衍生出来,那就是就业的竞争压力更加的大了,因为很多时候已经不需要人工了。而且因为疫情的到来,对于整个经济的打击也是非常严重的,不知道什么时候才能好呢。
为什么要做机器人动力学分析?
机器人动力学研究目的,建立力、质量和加速度之间以及力矩、惯量和角速度之间的关系。确定力和力矩,计算每个驱动器所需的驱动力,以使在机器人连杆和关节上产生期望的加速度。根据有关方程式并考虑机器人的外部载荷计算出驱动器可能承受的最大载荷,设计出能提供足够力及力矩的驱动器。研究机器人不同部件之间的关系,合理设计出机器人的部件动力学分析也就是建立动力学模型,动力学模型可以在动力学分析软件中做运动仿真。你在动力学分析书中可以找到答案,我最近弄的admas也可以看到,机器人动力学分析是建立动力模型的基础,在admas可以做动力学仿真。当机器人运行于高速条件下时,整个系统将处于一种不稳定的状态。对高速运动条件下的机器人动力学进行了深入的研究。首先,对研制的6自由度搬运机器人平台硬件结构进行了介绍。在此基础上,对高速运动的机器人的动力学表达式式进行了分析,得到了造成机器人高速运动动力学效应的状态参量—机器人的关节角θ、关节角速度θ觯与关节角加速度θ咬,结合机器人样机的PID主控制器,定性探索了机器人的动力学参量与PID控制器参量间的关系规律,为后续的控制器设计提供依据。机器人的仿真和建模需要需要机器人的动力学模型,也只有通过动力学模型才可以更真实的模拟机器人的工作状况,举例来说,只有通过动力学分析,我们才可以确定机器人各个关节动态过程中的出力状况,进而确定每个关节所需要电机及驱动器性能;再者,对机器人做静力学分析可以知道结构的设计需求、电机的功率等实际上是不严格的,机器人静力学分析仅适用于稳态状况下的分析,并不适合动态过程的分析;只有通过动态过程的分析才可以确定机器人的结构要求、电机功率等。很多情况下,稳态情况(静力学)的计算结果如果直接应用于机器人的设计,往往会导致灾难性后果。
工业机器人双机联动技术难点在哪
我国是制造业大国,全球90%的手机、80%的空调和计算机、70%的光伏电池、60%的电视都是中国制造,以工业机器人为代表的的智能装备能够提高生产效率和产品质量,被认为是中国制造业转型升级的重要突破口。但在企业应用上,我国工业机器人还面临着一些问题。
在近日举行的第三届中国(杭州)国际机器人西湖论坛上,中国工程院院士谭建荣指出,企业是机器人应用的重点,从技术上说,当下企业工业机器人在应用中遇到四大难点,分别是运动精确性、作业平稳性、布局多样性、操作易用性。
机器人运动精确性和作业平稳性的问题,或许可以解答为什么有些岗位目前还不适合机器换人。
在汽车制造过程中,工业机器人已经在焊接、喷涂等工艺上可以实现完全代替人工,并且可以保证产品质量明显得到提升。但在一些精密零件的制造、加工、组装中,由于机器人操作的精确性和平稳性不够高,这部分工作仍然要依靠人工。富士康作为苹果公司最大的代工厂,曾经多次高调宣布引进机器人来代替人工操作,但机器人的产出效果并不尽人意。2016年,就曾有富士康上的管理层表示,iphone上组装的螺丝,机器人很难保持这么高的精度,只要没对准,iphone和机器人都将报废。这反而带来了更大的维护成本。目前富士康的机器人生产精度为0.05毫米,而苹果手机对生产精度的要求是0.02毫米。
要实现机器人的灵巧运动控制,就要确保机器人运动的精确性和操作的平稳型。谭建荣认为,运动精确性问题,从技术上看就是如何实现工业机器人运动学精确建模与求解。使机器人运动具有平稳性,就要进行动力学的分析。因为理论上机器人的关节是一个点,实际上机器人的关节有间隙,运动副间隙引起的冲击与振动会影响机器人工作的平稳性。
工业机器人还面临布局多样性的问题。目前来说,工业机器人应用市场占比较多的行业是汽车(含汽车零部件、整车、汽车电子)、3c电子、金属加工。尤其是3c电子领域,产品更新换代的速度快,对于柔性要求、精度和速度就相对更高,使用工业机器人时就必须考虑如何布局设计快速地适应公司的新产品、新工艺。如果出现机器人不能适应产线调整,或者调试机器人耗费时间过长,甚至完全不匹配新产品的情况,那么引入机器人可能会带来更多成本。归根结底,还是要通过作业流程设计、运动学动力学设计以及它的精确性和平衡性的设计,从而让机器人变得更加柔性化,能够适应不同的产品生产模式。
机器人的操作易用性也是一大问题。机器人的操作、控制开关和日常维护、保养等,所需高等技术人员的工资比不用机器人时普通操作工工资高。即使不考虑成本,由于国内机器人应用人才出现巨大缺口,对专业性的要求也比较高,想聘用到一名合格的工程师也非易事。这也是操作简单、易用性好的示教型机器人深受市场欢迎的原因。谭建荣认为,提高机器人的易用性,需要实现机器人的示教。
虽然我国工业机器人应用仍以汽车产业为主,但在5g技术的带动下,3c电子对工业机器人的需求明显增加,而且朝着小而精、精而快的方向发展。此外,随着食品、仓储、光伏等行业对于自动化率需求的不断提升,这些行业对机器人的需求也在逐步增加。如果这四个问题都能得到解决,无疑能加快工业机器人在制造业中的应用。
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