1、控制方式的分类与应用
点位控制方式(PTP):这种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,要求快速、准确地在相邻各点之间运动,而对达到目标点的运动轨迹不作任何规定,它适用于上下料、搬运、点焊等只需目标点处保持末端执行器位姿准确的作业。
连续轨迹控制方式(CP):这种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,这种控制方式常用于弧焊、喷漆、去毛边和检测作业机器人。
力(力矩)控制方式:在进行装配、抓放物体等工作时,除了要求准确定位外,还要求所使用的力或力矩必须合适,此时采用力(力矩)伺服方式,这种控制方式需要力(力矩)传感器来提供反馈信息。
智能控制方式:通过传感器获得周围环境的知识,并根据自身内部的知识库作出相应的决策,智能控制技术的发展有赖于近年来人工神经网络、基因算法、遗传算法、专家系统等人工智能技术的迅速发展。
2、位置控制的关键技术
高精度编码器的使用:在精确位置控制系统中,高精度编码器扮演着至关重要的角色,它们能够提供准确的移动反馈信息,实现对机器人位移的精确控制。
PID控制技术的应用:PID控制器是闭环控制系统中常用的一种控制策略,通过调整比例、积分、微分三个参数来优化系统的动态响应和稳态精度。
前馈+三环控制策略:在三环反馈控制的基础上加入前馈指令值,以提高机械臂的动态响应能力。
非线性控制策略:将驱动器置于电流/力矩模式下,采用现代控制理论中的非线性控制方法,如计算力矩法、反馈线性化及自适应控制策略等。
3、传感器技术的作用
- 传感器在精确位置控制中扮演着至关重要的角色,包括位置传感器、力和扭矩传感器以及视觉传感器等,多种传感器可以集成到机器人系统中,以实现高精度的位置控制。
4、柔性关节的影响
- 实际的材料都是有柔性的,机械臂的柔性可归结为连杆的柔性及关节的柔性,其中大部分柔性是由关节减速器及传动元件等引起的,在位置控制中需要考虑关节刚度辨识及连杆位置估计等问题。
工业机器人位置控制涉及多种控制方式和技术要点,包括控制方式的分类与应用、位置控制的关键技术、传感器技术的作用以及柔性关节的影响等,这些要点共同构成了工业机器人位置控制的理论基础和实践操作的核心内容。