Antecedents de l'aplicació:
Amb el rerefons de "Industry 4.0" i "Made in China 2025", per adaptar-se a les característiques canviants de la indústria moderna i complir els requisits de complexitat creixent, els robots no només haurien de ser capaços de completar la repetició. treballar de manera estable durant molt de temps, però també ser intel·ligent, connectat en xarxa, obert i amigable amb l'ordinador.
Com a aspecte important del desenvolupament i la innovació continuats dels robots industrials, la tecnologia docent s'està desenvolupant cap a la direcció de facilitar la programació de l'ensenyament ràpid i millorar les capacitats de col·laboració home-màquina. La caixa d'ensenyament tradicional, que té les aplicacions més pràctiques, requereix que l'operador tingui un cert nivell de coneixement i experiència en tecnologia de robots, i l'eficiència de l'ensenyament és relativament baixa. En comparació amb el mètode d'ensenyament de la caixa d'ensenyament, el mètode d'ensenyament d'arrossegament no requereix que l'operador domini cap coneixement i experiència del robot, i l'operació és senzilla i ràpida, millorant molt la facilitat i l'eficiència de l'ensenyament.
Conceptes relacionats:
1. Arrossegament ensenyament
Es refereix al moviment del braç operatiu en la direcció de la força humana sota la tracció de l'operador (extrem de tracció o tracció d'un determinat braç operatiu). Aquesta funció pot planificar fàcilment trajectòries (per a tasques amb poca precisió de la trajectòria del procés), permetent als operadors registrar i reproduir trajectòries sense necessitat de programació manual, reduint el llindar dels operadors i millorant l'eficiència.
2. Ensenyament d'arrossegament basat en sensors
L'ensenyament de l'arrossegament tradicional es basa en sensors de parell multidimensionals externs (incloent-hi el tipus de base, el tipus d'articulació i el tipus d'extrem) del robot, que utilitzen la informació de parell obtinguda pels sensors per calcular la direcció i la velocitat de moviment desitjades. Tot i que aquest mètode pot millorar la precisió del control, també comporta un augment dels costos i inconvenients en la instal·lació i el manteniment. El cost dels sensors d'alta precisió és fins i tot superior al de la pròpia màquina.
3. Ensenyament de l'arrossegament basat en el control del parell per a un equilibri de força zero
Per a robots industrials rígids, sense augmentar els costos de fabricació i manteniment, amb l'ajuda del model dinàmic del robot, el controlador pot calcular el parell requerit perquè el robot sigui arrossegat en temps real i, a continuació, proporcionar aquest parell al motor, permetent el robot per ajudar eficaçment l'operador a arrossegar, complint els requisits d'una bona interacció home-màquina.
Mètodes de control:
Hi ha diversos mètodes per controlar el moviment d'una sèrie de braços robòtics, entre els quals n'hi ha tres representatius: control de doble bucle imbricat d'articulació independent, doble bucle imbricat d'articulació independent més control de compensació de gravetat/fricció, control de parell calculat i control d'ensenyament d'arrossegament. . A continuació es mostra una breu comparació:
1. Control de doble llaç imbricat d'articulació independent: es refereix a l'ús de dos controls de llaç tancat separats per a cada articulació, sent el llaç de control exterior el llaç de control de l'angle conjunt i el llaç de control interior el llaç de control de la velocitat angular conjunt. Aquest mètode és el mètode de control del robot més primerenc, només començant des d'una perspectiva de control de motor simple, sense tenir en compte els canvis en la càrrega del motor amb el moviment, de manera que aquest mètode té una precisió de seguiment deficient.
2. Doble bucle imbricat d'articulació independent amb control de compensació de gravetat/fricció: sobre la base del control de doble bucle imbricat d'articulació independent, la compensació anticipada de gravetat i fricció s'aplica directament a l'extrem de sortida del parell. Aquest algorisme té en compte els principals factors de parell, gravetat i fricció, perquè aquests dos parells representen una gran proporció de tots els parells del robot en condicions de treball normals. A velocitats més altes, també es pot afegir parell d'acceleració, força centrífuga i parell de força de Coriolis (normalment això no es fa perquè el soroll d'acceleració angular obtingut per la diferència del sensor és massa gran). Aquest mètode de control s'utilitza més habitualment en robots industrials, que és el mètode real adoptat en aquest cas.
3. Control de parell computat: aquest mode de control es basa en la premissa que el model dinàmic és molt precís. Després d'afegir a l'alimentació el parell de gravetat, la força de Coriolis, el parell de força centrífuga i el parell de fricció, el sistema es pot simplificar en un sistema de segon ordre. Aleshores, el sistema de segon ordre es pot col·locar en un estat d'amortiment crític ajustant el coeficient de retroalimentació de l'angle i la velocitat angular, i el sistema de control del robot té un bon rendiment de control. La dificultat d'aquest mètode de control rau en poder establir el model amb prou precisió, que és una de les direccions típiques de la recerca.
4. Ensenyament de l'arrossegament: l'ensenyament consisteix a compensar el parell fort i el parell de fricció segons la posició i la velocitat actuals, i després el braç operatiu es mou en la direcció de la força exercida per la persona.