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工業機器人技術解密之:如何讓六軸機器人全程TCP精度更上一層樓

日期:2018-07-26   人氣:  來源:互聯網
簡介:隨著工業的發展進程,工業自動化技術逐漸成熟。越來越多的高精密、高復雜程度的制造工業對生產精度提出了更高的需求,這大大推動了工業生產中機器人的使用。 在市場需求不斷提升的情況下,啟帆立足于高端機器人領域,已經發展成為國產機器人的中堅力量。啟……

隨著工業的發展進程,工業自動化技術逐漸成熟。越來越多的高精密、高復雜程度的制造工業對生產精度提出了更高的需求,這大大推動了工業生產中機器人的使用。

在市場需求不斷提升的情況下,啟帆立足于高端機器人領域,已經發展成為國產機器人的中堅力量。啟帆工業機器人以自身高精度、高品質的技術特點為基礎,把機器人技術與啟帆在其他領域的技術優勢互相結合,研發出具有自主技術的控制系統、視覺定位和視覺導航技術、RV減速機、諧波減速機以及行星及類擺線減速機,不斷推出緊湊、節能、高精確度控制的機器人產品和高良品率、高易用性的解決方案,m.twshmhelmet.com,不斷創新,以自身的產品方案和售后服務,用心滿足用戶對生產效率的追求。

機器人在加工、裝配過程中不可避免地會產生誤差,機器人作業過程中的磨損也會使運動副間產生間隙,而且實際構件都具有彈性,高速運動時在慣性力、重力和外力作用下勢必會產生彈性變形和震動等。工業機器人是基于運動學模型(如圖1所示)控制的,在運動學模型中所導致的的結構參數是設計值,這與實際結構參數之間不可避免地存在誤差,導致機器人無法嚴格按照預期位姿要求進行運動,直接測量這些結構參數往往很困難。這些結構參數誤差必定會通過一定的形式反映出來,最直接的體現就是末端執行器的TCP精度。測試機器人末端執行器的TCP精度,推導機器人的誤差源,然后通過啟帆精度分析離線軟件仿真(如圖2所示)分析,可以清楚的得到誤差對機器人末端執行器的影響,根據離線仿真分析,合理的分配與控制各個影響因子,達到提高機器人末端執行器的運行精度的目的。

圖1運動學模型

圖2仿真分析

TCP精度的檢測

根據機器人誤差源的分析,如何檢測得到有效的處理數據是TCP精度測試過程中一個重要的環節,工業機器人精度的測量是提高TCP精度的一個極其重要的因素,它是結構參數辨識和誤差補償的基礎,只有在完美的測量基礎上才能建立更為真實的運動學模型,提高機器人精度。任何一個測量過程都是包括測量對象、計量單位、測量方法和測量精度這四個要求。要準確可靠地進行測量,必須對這四個要素進行全面的分析、正確的選用。

因此,制定正確的檢測方案(如圖3所示)是關鍵,影響著整個TCP精度測試的分析:

圖3精度檢測標定方案

圖4激光跟蹤儀空間檢測

通過激光跟蹤儀的檢測得到的數據,進行坐標轉換,空間建模(如圖4所示),數據處理得到機器人的連桿參數,減速比和形位結構等,然后根據軟件程序(如圖5所示)對TCP檢測試驗的數據分析處理。

圖5軟件程序數據處理

TCP精度測試結果

從機器人自身的運動約束出發,識別和構建機器人運動學模型坐標系,通過位姿測量的方式,以機器人末端的實際位姿與其名義位姿之差值作為參數辨識程序的輸入,根據建立的靜態位姿誤差模型計算得到了機器人運動學參數的誤差,進而對機器人控制程序中的運動學參數進行了修正,庫卡機器人,獲得了末端位姿與關節變量的精確變換,提高了機器人的TCP精度。為了檢測TCP精度提高的效果,在空間不同位置排放標定桿,通過空間不同定點位置姿態的改變,觀察末端執行器相對定點偏移量的大小,作為評定機器人末端執行器的TCP精度的依據。

啟帆自主研發SRK機器人,專為要求快速、重復、高精度點對點或路徑運動的各種應用而設計,具備自動消隙/自動調隙結構,噪音更低、精度更好、壽命更長。SRK機器人憑借啟帆STSailPrecefficGearbox技術為高質量應用提供了超高精度,庫卡機器人驅動器維修,重復定位精度為0.05mm。SRK機器人憑借新的手腕設計,使得TCP定位精度為0.5mm。

STSailPrecefficGearbox優勢:

噪聲比進口減速器更低

傳動效率比進口減速器更高

精度保持性比進口減速器更高

重復定位與軌跡精度比選用進口減速器的版本更高

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