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工业机器人运动控制分析与研究.pdf
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工业机器人运动控制分析与研究
摘要:随着经济和科技水平的快速发展,在制造业发展过程当中,工业机器人
扮演着非常重要的角色。在当前背景下,工业机器人对生成需求日益提升。一方
面,工业机器人要求具备更加理想的柔性以及开放性,另一方面还要求其具备与
工业生产不同设备之间的兼容性,使工业机器人能够与不同生产设备形成一套综
合的控制系统。当前工业机器人技术最前沿的科研成果与物理学科息息相关。当
前对于我国科研机构而言,工业机器人开放式控制系统的研究已经成为非常关键、
非常重要的科研课题。不论是运动学,还是动力学都和工业机器人控制系统具有
非常密切的关联。工业机器人在低速平稳运行当中,工业机器人惯性力离心力都
是非常微弱的,可以忽略不计。在这种情况下,摩擦力、重力是影响工业机器人
稳定性以及动态性的主要因素。这就充分显示出工业机器人控制系统和物理学具
有非常紧密的关联。所以本文从物理学角度对于工业机器人控制系统从以下几个
方面展开论述分析。
关键词:工业机器人;智能运动;运动轨迹;控制方法
引言
近年来,我国的经济水平和科学技术水平都得到了明显的提升。作为工业机
器人至关重要的组成部分控制系统,对于机器人技术的发展,在很大程度上起着
决定性以及制约性作用。不论是国内还是国外研究领域当中,工业机器人控制系
统已经成为一项非常重要的研究课题。本文对于有关工业机器人控制系统相关的
研究成果进行了总结归纳以及梳理,希望能够为相关的研究提供一点理论基础。
1 工业机器人分类
工业机器人是一种在计算机控制下可编程的自动化加工设备,根据其技术等
级、结构坐标系、执行机构运动类型及功能可对机器人进行不同分类。按其技术
等级,工业机器人可分为:示教再现机器人、感知机器人及智能机器人。其中,示
教再现机器人是一种可重复再现通过示教编程存储起来的作业程序的机器人;感知
机器人具有一定的环境感知能力,在一定程度上能适应环境变化的一类机器人;智
能机器人一般指具有感觉要素、运动要素以及思考要素能自动执行工作的机器装
置。
2 工业机器人控制系统
2.1 开放式控制系统
在研究领域,还没有一个针对工业机器人控制系统开放性的权威公认的定义。
对于开放性,IEEE 曾经做出过这样的定义表述,在不同平台之间,系统在应用的
时候能够自由的进行移植,而且能够与其它系统实现相互交互,为用户提供的交
互方式是一致的。对于开放性系统,库卡机器人集团创始人也曾经进行过定义。
开放性系统,计算机和操作系统运行环境是商业化的标准,同时计算机和操作系
统硬件以及软件接口具有开放性,而且计算机与操作系统的控制器也应当具备开
放式的结构,呈现出标准化模块化的特征。也就是说,用户在使用过程当中,对
机器人仅需通过简单的指令就能够进行操作。与此同时在工序发生变化的情况下,
对于系统也能够以最小的代价最短的时间进行修改,通过这种修改,能够对新的
需求予以满足。在与机器人有关的相关研究课题当中,控制系统一直以来是一个
非常热门的研究课题。近年来,对于机器人的研究主要聚焦于其自身技术以及功
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