机器人控制的基本原理不同的机器人控制各需要什么关键技术？

2023-07-02 08:11:22

　　相同的机器人掌控各须要什么关键性技术？

　　国际性金属加工网

　　先进制造 ◇ 系列技术讲座

　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys中国机器人行业典型研讨会

　　机器人掌控控制技术是机器人的大脑，是决定机器人机能和操控性的主要因素。工业机器人掌控技术的主要任务就是掌控工业机器人在组织工作空间中的体育运动边线、面目和抛物线、操作方式顺序及动作的时间等。具有程式设计简单、软件菜单操作方式、友好的人机可视化界面、在线操作方式提示和使用方便等特点。

　　关键性技术包括：

(1)发展性模组化的掌控控制技术体系结构：选用分布式CPU排序机结构，分为机器人驱动力器(RC)，体育运动驱动力器(MC)，光电隔离I/O掌控板、感应器处理板和程式设计微创盒等。机器人驱动力器(RC)和程式设计微创盒透过串行/CAN汇流排展开通讯。机器人驱动力器(RC)的主排序机顺利完成机器人的体育运动规划、控制算法和边线转换器以及INS13ZD逻辑、数字I/O、感应器处理等机能，而程式设计微创盒顺利完成信息的显示和按键的输入。

　　(2)模组化层级化的驱动力器软件控制技术：软件控制技术建立在基于开源的实时虚拟化操作方式控制技术Linux上，选用分层和模组化结构设计，以同时实现软件控制技术的发展性。整个驱动力器软件控制技术分为三个层级：硬件驱动力层、捷尔恩河和网络层。三个层级分别面对相同的机能需求，对应相同层级的开发，控制技术中各个层级内部由若干个机能相对对立的模块组成，这些机能模块互相合作共同同时实现该层级所提供更多的机能。

(3)机器人的故障确诊与安全保护技术：透过各种信息，对机器人故障展开确诊，并展开相应保护，是保证机器人安全性的关键性技术。

　　(4)网络化机器人驱动力器技术：目前机器人的应用工程由DF93机器人组织工作站向机器人产线发展，机器人驱动力器的互联技术变得愈来愈重要。驱动力器上具有串行、现场汇流排及调制解调器的互联机能。可用作机器人驱动力器之间和机器人驱动力器同上位机的通讯，便于对机器人产线展开监控、确诊和管理。

　　终端机器人(AGV)

终端机器人(AGV)是工业机器人的一种类型，它由排序机掌控，具有终端、手动导航、多感应器掌控、网络可视化等机能，它可广泛应用作机械、电子、纺织、卷烟、医疗、食品、造纸等行业的场效应捡拾、传输等机能，也用作手动化立体仓库、场效应加工控制技术、场效应换装控制技术(以AGV作为活动换装平台);同时可在车站、机场、邮局的物品分捡中作为运输工具。

　　国际性仓储技术发展的新趋势之一，而终端机器人是其中的核心技术和设备，是用现代仓储技术配合、支撑、改造、提高传统产线，同时实现点对点手动存取的高架箱储、工作台和捡拾相结合，同时实现精细化、场效应化、信息化，缩短仓储流程，减少物料损耗，减少占地面积，减少建设投资等的高新技术和武器装备。

　　低碳钢机器人

　　冲压机器人具有操控性稳定、组织工作空间大、体育运动速度快和负荷能力强等特点，冲压质量明显优于人工冲压，大大提高了低碳钢工作台的制造率。

低碳钢机器人主要用作电动汽车整车的冲压组织工作，制造过程由各大电动汽车主机厂负责顺利完成。国际性工业机器人民营企业凭借与各大电动汽车民营企业的长期合作关系，向各大型电动汽车制造民营企业提供更多各类低碳钢机器人模块产品并以冲压机器人与整车产线配套形式进入中国，在该应用领域占据市场主导地位。

　　随着电动汽车工业的发展，冲压产线要求焊钳一体化，重量愈来愈大，165千克低碳钢机器人是目前电动汽车冲压中最常用的一种机器人。2008年9月，机器人研究所研制顺利完成国内首台165千克级低碳钢机器人，并成功应用作奇瑞电动汽车冲压车间。2009年9月，经过优化和操控性提高的第三台机器人顺利完成并顺利透过验收，该机器人整体技术指标已经达到国外同类机器人水平。

　　焊机器人

焊机器人主要应用作各类电动汽车零部件的冲压制造。在该应用领域，国际性大型工业机器人制造民营企业主要时向机械设备武器装备供应商提供更多模块产品为主。本公司主要从事焊机器人机械设备武器装备的制造，根据各类项目的相同需求，自行制造机械设备武器装备中的机器人模块产品，也可向大型工业机器人民营企业采购并组成各类焊机器人机械设备武器装备。在该应用领域，本公司与国际性大型工业机器人制造民营企业既是竞争亦是合作关系。

　　关键性技术包括：

　　(1)焊机器人控制技术优化集成技术：焊机器人选用交流转换器驱动力技术以及高精度、高刚性的RV减速机和谐波减速器，具有良好的低速稳定性和高速动态响应，并可同时实现免保护机能。

　　(2)协调掌控技术：掌控多机器人及变位机协调体育运动，既能保持焊和钻孔的相对面目以满足冲压工艺的要求，又能避免焊和钻孔的碰撞。

(3)精确沟槽抛物线追踪技术：结合雷射感应器和视觉感应器app组织工作方式的优点，选用雷射感应器同时实现冲压过程中的焊缝追踪，提高冲压机器人对复杂钻孔展开冲压的场效应和适应性，结合视觉感应器app观察获得沟槽追踪的残余偏差，基于偏差统计获得补偿数据并展开机器人体育运动抛物线的修正，在各种工况下都能获得最佳的冲压质量。

　　雷射加工机器人

　　雷射加工机器人是将机器人技术应用作雷射加工中，透过高精度工业机器人同时实现更加场效应的雷射加组织工工作台。本控制技术透过微创盒展开在线操作方式，也可透过app方式展开程式设计。该控制技术透过对加工钻孔的手动检测，产生加钻孔的模型，继而生成加工曲线，也可以利用CAD数据直接加工。可用作钻孔的雷射表面处理、打孔、冲压和模具修复等。

　　关键性技术包括：

(1)雷射加工机器人结构优化设计技术：选用大范围框架式本体结构，在增大工作台范围的同时，保证机器人精度;

　　(2)机器人控制技术的误差补偿技术：针对一体化加工机器人组织工作空间大，精度高等要求，并结合其结构特点，采取非模型方法与基于模型方法相结合的混合机器人补偿方法，顺利完成了几何参数误差和非几何参数误差的补偿。

　　(3)高精度机器人检测技术：将三坐标测量技术和机器人技术相结合，同时实现了机器人高精度在线测量。

　　(4)雷射加工机器人专用语言同时实现技术：根据雷射加工及机器人工作台特点，顺利完成雷射加工机器人专用语言。

　　(5)网络通讯和app程式设计技术：具有串行、CAN等网络通讯机能，同时实现对机器人产线的监控和管理;并同时实现上位机对机器人的app程式设计掌控。

　　真空机器人

真空机器人是一种在真空环境下组织工作的机器人，主要应用作半导体工业中，同时实现晶圆在真空腔室内的传输。真空机械手难进口、受限制、用量大、通用性强，其成为制约了半导体武器装备整机的研发进度和整机产品竞争力的关键性部件。而且国外对中国买家严加审查，归属于禁运产品目录，真空机械手已成为严重制约我国半导体设备整机武器装备制造的“卡脖子”问题。直驱型真空机器人技术属于原始创新技术。

　　关键性技术包括：

　　(1)真空机器人新构型设计技术：透过结构分析和优化设计，避开国际性专利，设计新构型满足真空机器人对刚度和伸缩比的要求;

　　(2)大间隙真空直驱电机技术：涉及大间隙真空直接驱动力电机和高洁净直驱电机开展电机理论分析、结构设计、制作工艺、电机材料表面处理、低速大转矩掌控、小型多轴驱动力器等方面。

(3)真空环境下的多轴精密轴系的设计。选用轴在轴中的设计方法，减小轴之间的相同心以及惯量不对称的问题。

　　(4)动态抛物线修正技术：透过感应器信息和机器人体育运动信息的融合，检测出晶圆与手指之间基准边线之间的偏移，透过动态修正体育运动抛物线，保证机器人准确地将晶圆从真空腔室中的一个工位传送到另一个工位。

　　(5)符合SEMI标准的真空机器人语言：根据真空机器人捡拾要求、机器人工作台特点及SEMI标准，顺利完成真空机器人专用语言。

(6)可靠性控制技术工程技术：在IC制造中，设备故障会带来巨大的损失。根据半导体设备对MCBF的高要求，对各个部件的可靠性展开测试、评价和掌控，提高机械手各个部件的可靠性，从而保证机械手满足IC制造的高要求。

　　洁净机器人

　　洁净机器人是一种在洁净环境中使用的工业机器人。随着制造技术水平不断提高，其对制造环境的要求也日益苛刻，很多现代工业产品制造都要求在洁净环境展开，洁净机器人是洁净环境下制造须要的关键性设备。

　　关键性技术包括：

　　(1)洁净润滑技术：透过选用负压抑尘结构和非挥发性润滑脂，同时实现对环境无颗粒污染，满足洁净要求。

　　(2)高速平稳掌控技术：透过抛物线优化和提高关节转换器操控性，同时实现洁净捡拾的平稳性。

　　(3)驱动力器的小型化技术：根据洁净室建造和运营成本高，透过驱动力器小型化技术减小洁净机器人的占用空间。

　　(4)晶圆检测技术：透过光学感应器，能够透过机器人的扫描，获得卡匣中晶圆有无缺片、倾斜等信息。

( 文章来源：互互联 )

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