時間:2021-03-29 15:30:13來源:配天機器人
圖片來源:OFweek維科網(wǎng)
機器人為何會“抖”
為什么機器人在運行的過程中會發(fā)生抖動呢?我們認(rèn)為主要的原因來自下面幾點:
一方面機器人運行中抖動主要是由共振引起的,另一方面驅(qū)動控制環(huán)路難以通過一套參數(shù)適配所有工況,導(dǎo)致負(fù)載動態(tài)范圍大、位置傳感器無法直接對負(fù)載端進(jìn)行直接控制,產(chǎn)生末端位置偏差,引起抖動。同時機器人由于減速機等柔性環(huán)節(jié)的存在,在定位時極易在末端發(fā)生抖動現(xiàn)象。
抖動為何“難”以抑制
首要原因是抖動難以觀測。出于成本考慮,減速器末端一般不會加裝編碼器,位置反饋的是電機的輸出端位置信息。其次機器人系統(tǒng)現(xiàn)場工況的多樣性與時變性導(dǎo)致機器人的抖動難以抑制。最后就是機器人各關(guān)節(jié)力矩互擾等因素也導(dǎo)致了抖動難以抑制。
7招防抖
經(jīng)過多次推理-論證-實驗-反饋的迭代,配天機器人研發(fā)團(tuán)隊對機器人“抖動”問題辨證施治,對癥施藥,研究了一系列行之有效的高級算法,成功攻克機器人抖動難題。配天的整體方案吸收了多種不同工況下行之有效的方法:
1、濾波器法:對共振頻點進(jìn)行陷波濾波,通過增益補償消除陷波引起的相位誤差。
2、觀測器法:預(yù)估本體末端位置,針對預(yù)估的位置做一些參數(shù)提前的適配。
3、阻尼法:提取振動速度信息,同時施加一個反向阻尼,改變振動相應(yīng)。
4、驅(qū)動器參數(shù)整定與動態(tài)適配:根據(jù)負(fù)載情況適配恰當(dāng)?shù)尿?qū)動器參數(shù),實現(xiàn)對振動的有效控制。
5、力矩前饋:基于動力學(xué)的力矩前饋,適配大動態(tài)范圍的負(fù)載變化。
6、運動學(xué)優(yōu)化:通過路徑規(guī)劃或者速度規(guī)劃減少共振發(fā)生的可能性、影響程度,即對不同的運動段合理規(guī)劃加速度、加加速度,減少抖動的發(fā)生。
7、減弱激勵強度:以典型的周期性激勵-減速器傳達(dá)精度的變化為例,由于加工和安裝的不完美,減速器在傳動過程中會附加周期性的干擾,形成共振激勵源,通過優(yōu)化核心零部件的品質(zhì),有助于控制激勵幅度,進(jìn)而抑制振動。
解決了機器人在動作或者停止時的抖動問題,真正提高工業(yè)機器人的出廠質(zhì)量,為用戶提供更高性價比、更可靠的工業(yè)機器人產(chǎn)品,使得機器人能夠成功應(yīng)用在更多行業(yè)。
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