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工業機器人位置控制和插補算法以及編程技術,你理解了嗎?

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發表于 2019-6-21 08:06:03 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
工業機器人展開后,實際上就是一款特殊點的立體加工中心,它遵循了加工中心的數控規律,也使用位置控制和插補算法,編程的思路也數控CNC是一致的。
1. 關節軸控制原理 絕大多數工業機器人采用關節式運動形式,很難直接檢測機器人末端的運動,只能對各關節進行控制,屬于半閉環系統,即僅從電動機軸上閉環,如圖所示。

目前,工業機器人基本操作方式多為示教再現。示教時,不能將軌跡上的所有點都示教一遍,一是費時,二是占用大量的存儲器。 依據機器人運動學理論,機器人手臂關節在空間進行運動規劃時,需進行的大量工作是對關節變量的插值計算。插補是一種算法,對于有規律的軌跡,僅示教幾個特征點。例如,對直線軌跡,僅示教兩個端點(起點、終點);對圓弧軌跡,需示教三點(起點、終點、中 間點),軌跡上其他中間點的坐標通過插補方法獲得。實際工作中,對于非直線和圓弧的軌跡,可以切分成若干個直線段或圓弧段,以無限逼近的方法實現軌跡示教。多關節(軸)機器人控制原理如圖所示。

2.插補方式
(1) 定時插補 每隔一定時間插補一次,插補時間間隔一般不超過25ms。
(2)定距插補 每隔一定距離插補一次,可避免快速運動時,定時插補造成的軌跡失真,但也受伺服周期限制。
3.插補算法
(1)直線插補 在兩示教點之間按照直線規律計算中間點坐標。 (2)圓弧插補 按圓弧規律計算中間點。
4.弧焊機器人編程技術
(1)示教編程示教編程是目前工業機器人廣泛使用的編程方法,根據任務的需要,將機器人末端工具移動到所需的位置及姿態,然后把每一個位姿連同運行速度、焊按接參數等記錄并存儲下來,機器人便可以按照示教的位姿再現。示教方式有兩種:
1)手把手示教(早期的機器人采用)。
2)示教盒示教(目前的機器人多采用)。 示教編程的優點是不需要預備知識和復雜的計算機裝置,方法簡單、易于掌握。而它的缺點是占用生產時間,難于適應小批量、多品種的柔性生產需要;編程人員工作環境差、強度大,一旦失誤,會造成人員傷亡或設備損壞;編程效率低。
(2)離線編程在計算機中建立設備、環境及工件的三維模型,對虛擬環境中的機器人進行編程。它充分利用了計算機圖形學的成果,建立機器人及其工作環境的模型,再利用 一些規劃算法,通過對圖形的控制和操作,在離線的情況下進行編程。離線編程的主要優點如下:
1)減少機器人不工作時間。
2)改善了編程環境,使編程者遠離危險的工作環境。
3) 提高了編程效率與質量,可使用高級語言對復雜任務進行編程。
4)便于和 CAD 系統集成,實現 CAD/CAM/ Robotics 一體化。 因此,離線編程能夠提高工作效率和工作質量,這是今后應用和發展的方向。

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