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  • 1 # 機器人觀察

    機器人精度分為兩個標準,一個是絕對精度,一個是重複定位精度。

    同通俗的語言說:絕對精度就是,機器人末端執行機構達到指定的點的偏差。比如決定精度±0.01mm(行業內,也叫一個絲)。

    比如說:你在笛卡爾座標系設定一個點(x,y,z),設定直線運動。那麼機器人會根據你的設定,在運動學演算法的解析中沿著直線到達這個點。最終你的這個末端執行點物理事實上距離這個定義點的誤差是多少,那麼就是多少。

    當然我上面說的是一個單次的運動。或者說簡單運動。在機器人的運動中,常見的直線運動,圓弧運動,以及直線圓弧複合的運動。在這種長時間運動中,萬次到到目標點的誤差,就是重複定位精度MTBS。

    這邊說完了大致的概念,有沒有不瞭解的?

    用一個最最通俗的話。家裡有小朋友的應該清楚,小朋友在5-12個月開始抓東西,但是沒有準頭,看到物體但是,手伸過去可能達不到那個東西那裡。這就是絕對精度。

    一般的兒童,伴隨著成長,手開始有準確度了,看到東西就可以拿到。這就是大腦對物體的三維識別以及運動規劃更為準確。但有的孩子不行,例如一些唐氏綜合症的兒童,可能就無法每次都做好這個動作。這就是小腦運動學解算出了問題。這就是重複定位精度。

    那麼機器人精度有什麼作用?

    咱們一個一個來說,行業內一般強調最多的是重複定位精度。因為機器人一直在運動,單次決定精度,正常情況下都可以達到要求。因為達不到要求的,你壓根沒法用,那就是一堆廢鐵。

    重複定位精度是機器人可以工作的必然條件

    機器人要做工作,不斷的完成來去,來去的動作(口語表述),在這種千萬次的動作中,要保證每一個末端執行點都要在誤差範圍內。這樣才能滿足加工生產。

    舉一個比較特殊的例子:機器人雕刻,機器人末端帶一個刀具進行雕刻。那麼這個時候,重複定位精度的重要性非常明顯。如果你在每一個運動點到點的運動中,都有誤差,那麼你肯定雕刻就廢了。

    在機器人的焊接中,對精度的要求相對也要高不少,畢竟焊縫分身並不是非常大,並且對於薄板的焊接,如果你機器人丟點,很容易手臂滑到其他地方,原本不需要焊接的地方焊接了,很容易及焊穿了,這個板料就廢了。

    對於3C領域的輕負載機器人,定位精度更是重中之重。以前的PCB外掛都是依靠人工,現在使用機器人的異形外掛機。可以插四種元器件。

    如圖,能夠在快速的時間實現精確地定位。

    重複定位精度與哪些要素有關?

    硬體層面,決定重複定位精度的主要零部件是:伺服電機+減速機。控制器控制驅動器讓伺服電機轉多少角度。例如1/360rad,並且透過編碼器進行記錄和反饋。(什麼是編碼器,編碼器就是一個記錄電動機轉多少圈的一個感測器,通俗化理解)。然後伺服電機帶動減速機,減速機傳動到皮帶或者螺桿,最終帶動手臂轉動。

    正常情況下,絕對精度的的硬體層間,就這三個層面會影響精度。這也是為什麼日本減速機會比較昂貴的原因,伺服電機技術比較成熟的狀態下,能夠有效的保證長時間運轉,都能夠準確的輸出位置資料。減速機的磨損就不得不考慮在內。高階減速機,本身自帶補償,可以對運動進行演算法補償。

    關於演算法補償對重複定位精度的意義。

    最簡單的理解是,一個人胳膊短,一個人胳膊長,如果站在同一位置,要到達同一個地方,兩人的運動方式肯定是不一樣的。

    對於工業機器人大廠,在經過多年的系統研發後,不斷的對運動演算法進行最佳化,就最佳化在這裡。做好演算法的補償,彌補執行機構帶來的誤差。

    因此,機器人精度是機器人價值唯一的體現,沒有精度的機器人是真正的殘廢。

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