焊接機械手控制系統(tǒng)設計—英文譯文

1、重慶大學本科學生畢業(yè)設計(論文)附件C1附件C：譯文從工業(yè)的角度看從工業(yè)的角度看——機器人控制發(fā)展的現(xiàn)狀和前景機器人控制發(fā)展的現(xiàn)狀和前景TgnyBroga?rdhABB機器人、SE721?stera68Va瑞典2006年10月5日投稿2007年1月14日發(fā)表2007年5月4日網(wǎng)上刊登摘要：摘要：對于機器人制造商來說機器人控制技術是一項核心競爭力。為了改善機器人性能、減小機器人成本和開發(fā)新的功能，機器人制造商做了大量的研發(fā)工作。當今，在這

2、一發(fā)展領域最引人注目的是多機器人控制、安全控制、力控制、三維視覺、遠程控制機器人的監(jiān)督和無線通信等。目前人們正在研討受益于這些研發(fā)的技術應用和機器人制造商所面臨的技術挑戰(zhàn)?，F(xiàn)階段，基于模型的控制是工業(yè)機器人控制的關鍵技術。盡管成本壓力致使機器人機械結構更加難以控制，為了滿足更高的性能要求，控制模型和控制計劃還是越來越精確?？梢詮哪承╊I域找到機器人未來發(fā)展的驅動力。這些領域包括汽車行業(yè)新的機器人技術，特別是在中小型企業(yè)、食品工業(yè)、鑄造廠等

3、的最后組裝以及大型結構的加工和裝配領域。在這里本文提出了未來機器人控制發(fā)展的一些情況。一種情況是，輕型機器人的概念可能對未來汽車制造和中小型企業(yè)（SME）的自動化產(chǎn)生影響。這樣的發(fā)展可能導致模塊化機器人和在機器人臂結構上使用傳感器的控制方案的誕生。上面提到的這種傳感器也可以用于冗余安全控制的實現(xiàn)。高度模塊化機器人的引進將增加機器人對安裝支持的需求，這樣就使得即插即用功能變得更為重要。獲得高度模塊化機器人的一種途徑是利用近年來發(fā)展起來的一

4、種新型的并行結構機器人結構。相對于機器人底座來說并行機器人結構有很大的工作空間。為進一步有效地使用機器人自適應機器人方案就被提了出來，這意味著機器人在執(zhí)行不同的程序是所產(chǎn)生的熱應力和疲勞應力分別得到了控制優(yōu)化。上述陳述的主要結論是:工業(yè)機器人的發(fā)展是在遠離它的限制需要大量的研究和開發(fā)來獲得一個工業(yè)機器人自動化更廣泛應用。#2007愛思唯爾有限公司保留所有權利。指導教師評定成績(五級制)：指導教師簽字：重慶大學本科學生畢業(yè)設計(論文)附件

5、C3再進一步看汽車制造業(yè)自動化程度的現(xiàn)狀，目前只有極少數(shù)的機器人用于最后的裝配。在這里，需要新的機器人技術和新的柔性自動化解決方案來處理裝配任務的復雜性和產(chǎn)品的幾何形狀多邊性。工業(yè)機器人將來面臨的一個巨大挑戰(zhàn)是為這種應用技術開發(fā)出經(jīng)濟可行的解決方案這種應用技術中機器人控制需要滿足更直觀更互動的幾何公差、形狀公差。這個方向的一項突破會掀起大范圍的工業(yè)應用機器人學的一股新浪潮，盡管這些在今天看來是不現(xiàn)實的。然而在討論未來機器人的控制技術之前

6、先給出目前主要工業(yè)機器人控制的發(fā)展一些例子。然后對機器人發(fā)展的驅動力進行討論并在此基礎上概述未來發(fā)展的情景。2.目前的工業(yè)機器人控制的發(fā)展目前的工業(yè)機器人控制的發(fā)展工業(yè)機器人的一種發(fā)展趨勢是時尚工業(yè)機器人，這通常源于汽車工業(yè)提出的新生產(chǎn)概念。目前流行的一個例子是多機器人控制以及由幾個機器人制造商提出的不同解決方案，盡管這幾年來一些制造商已經(jīng)將他們作為自己的商品供應(布雷丁，2005)。在工業(yè)上采用多機器人控制的主要原因是通過讓機器人并行

7、工作以降低生產(chǎn)成本，尤其對電弧焊這種低速的過程而言。其他好處是，幾個機器人由一個控制器控制，就可以節(jié)省占地面積、改善避免碰撞性能、減少周期時間。在電弧焊接時同時從不同的方向對相同的對象進行焊接，跟有可能達到焊接熱量的均衡分布。通常的一種裝置就是使用兩個或更多的機器人在同一個工件焊接，該工件由一個或兩個自由度的機械手旋轉。對于更高的靈活性，工件也可以由一個機器人夾持(圖1)，另一個機器人夾持被焊接的部件。汽車工業(yè)也希望通過改善在一個共同的

8、機器人車體上機器人組織的協(xié)同性，來降低點焊機器人的循環(huán)時間。發(fā)展多機器人控制系統(tǒng)時，一個很困難的控制實例就是如何實現(xiàn)動態(tài)優(yōu)化伺服參考的精確定時以及協(xié)調不協(xié)調的動作、異常處理和故障恢復的平滑的過渡。當一大群機器人工作在一個大型生產(chǎn)線工作時也有這個問題，就是如何動態(tài)地給機器人和集群機器人分配任務以達到最優(yōu)生產(chǎn)率。同時必須注意到collabating機器人比單身的機器人更難于編程，因此離線編程機器人和細胞模型更有積極性。另外一個問題是合作機器

9、人裝置的精確度。因為串聯(lián)運動鏈需要被控制，比起單個機器人裝置，伺服回路及機器人的運動學和動力學模型錯誤將給工具和工件之間產(chǎn)生更大的姿態(tài)偏差。因此多機器人控制的發(fā)展會刺激器人的運動學和動力學模型以及機器人的伺服性能的進一步改善和提高。多機器人控制是需求相關的是開發(fā)機器人具有很高的承載力的要求（ABB公司2，2001）。例如汽車車身的部分地區(qū)。負荷達500公斤機器人已經(jīng)著手開發(fā)。一重負荷處理機器人擁有與車身零件夾具而其他機器人則沒有，例如，