焊接機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)—英文譯文

1、重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)(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(jī)器人控制發(fā)展的現(xiàn)狀和前景機(jī)器人控制發(fā)展的現(xiàn)狀和前景TgnyBroga?rdhABB機(jī)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(duì)于機(jī)器人制造商來(lái)說(shuō)機(jī)器人控制技術(shù)是一項(xiàng)核心競(jìng)爭(zhēng)力。為了改善機(jī)器人性能、減小機(jī)器人成本和開發(fā)新的功能，機(jī)器人制造商做了大量的研發(fā)工作。當(dāng)今，在這

2、一發(fā)展領(lǐng)域最引人注目的是多機(jī)器人控制、安全控制、力控制、三維視覺、遠(yuǎn)程控制機(jī)器人的監(jiān)督和無(wú)線通信等。目前人們正在研討受益于這些研發(fā)的技術(shù)應(yīng)用和機(jī)器人制造商所面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)?，F(xiàn)階段，基于模型的控制是工業(yè)機(jī)器人控制的關(guān)鍵技術(shù)。盡管成本壓力致使機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)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(jì)劃還是越來(lái)越精確?？梢詮哪承╊I(lǐng)域找到機(jī)器人未來(lái)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力。這些領(lǐng)域包括汽車行業(yè)新的機(jī)器人技術(shù)，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(jié)構(gòu)的加工和裝配領(lǐng)域。在這里本文提出了未來(lái)機(jī)器人控制發(fā)展的一些情況。一種情況是，輕型機(jī)器人的概念可能對(duì)未來(lái)汽車制造和中小型企業(yè)（SME）的自動(dòng)化產(chǎn)生影響。這樣的發(fā)展可能導(dǎo)致模塊化機(jī)器人和在機(jī)器人臂結(jié)構(gòu)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(shí)現(xiàn)。高度模塊化機(jī)器人的引進(jìn)將增加機(jī)器人對(duì)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(jī)器人的一種途徑是利用近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一

4、種新型的并行結(jié)構(gòu)機(jī)器人結(jié)構(gòu)。相對(duì)于機(jī)器人底座來(lái)說(shuō)并行機(jī)器人結(jié)構(gòu)有很大的工作空間。為進(jìn)一步有效地使用機(jī)器人自適應(yīng)機(jī)器人方案就被提了出來(lái)，這意味著機(jī)器人在執(zhí)行不同的程序是所產(chǎn)生的熱應(yīng)力和疲勞應(yīng)力分別得到了控制優(yōu)化。上述陳述的主要結(jié)論是:工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展是在遠(yuǎn)離它的限制需要大量的研究和開發(fā)來(lái)獲得一個(gè)工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化更廣泛應(yīng)用。#2007愛思唯爾有限公司保留所有權(quán)利。指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī)(五級(jí)制)：指導(dǎo)教師簽字：重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)附件

5、C3再進(jìn)一步看汽車制造業(yè)自動(dòng)化程度的現(xiàn)狀，目前只有極少數(shù)的機(jī)器人用于最后的裝配。在這里，需要新的機(jī)器人技術(shù)和新的柔性自動(dòng)化解決方案來(lái)處理裝配任務(wù)的復(fù)雜性和產(chǎn)品的幾何形狀多邊性。工業(yè)機(jī)器人將來(lái)面臨的一個(gè)巨大挑戰(zhàn)是為這種應(yīng)用技術(shù)開發(fā)出經(jīng)濟(jì)可行的解決方案這種應(yīng)用技術(shù)中機(jī)器人控制需要滿足更直觀更互動(dòng)的幾何公差、形狀公差。這個(gè)方向的一項(xiàng)突破會(huì)掀起大范圍的工業(yè)應(yīng)用機(jī)器人學(xué)的一股新浪潮，盡管這些在今天看來(lái)是不現(xiàn)實(shí)的。然而在討論未來(lái)機(jī)器人的控制技術(shù)之前

6、先給出目前主要工業(yè)機(jī)器人控制的發(fā)展一些例子。然后對(duì)機(jī)器人發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行討論并在此基礎(chǔ)上概述未來(lái)發(fā)展的情景。2.目前的工業(yè)機(jī)器人控制的發(fā)展目前的工業(yè)機(jī)器人控制的發(fā)展工業(yè)機(jī)器人的一種發(fā)展趨勢(shì)是時(shí)尚工業(yè)機(jī)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(gè)例子是多機(jī)器人控制以及由幾個(gè)機(jī)器人制造商提出的不同解決方案，盡管這幾年來(lái)一些制造商已經(jīng)將他們作為自己的商品供應(yīng)(布雷丁，2005)。在工業(yè)上采用多機(jī)器人控制的主要原因是通過(guò)讓機(jī)器人并行

7、工作以降低生產(chǎn)成本，尤其對(duì)電弧焊這種低速的過(guò)程而言。其他好處是，幾個(gè)機(jī)器人由一個(gè)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(shí)間。在電弧焊接時(shí)同時(shí)從不同的方向?qū)ο嗤膶?duì)象進(jìn)行焊接，跟有可能達(dá)到焊接熱量的均衡分布。通常的一種裝置就是使用兩個(gè)或更多的機(jī)器人在同一個(gè)工件焊接，該工件由一個(gè)或兩個(gè)自由度的機(jī)械手旋轉(zhuǎn)。對(duì)于更高的靈活性，工件也可以由一個(gè)機(jī)器人夾持(圖1)，另一個(gè)機(jī)器人夾持被焊接的部件。汽車工業(yè)也希望通過(guò)改善在一個(gè)共同的

8、機(jī)器人車體上機(jī)器人組織的協(xié)同性，來(lái)降低點(diǎn)焊機(jī)器人的循環(huán)時(shí)間。發(fā)展多機(jī)器人控制系統(tǒng)時(shí)，一個(gè)很困難的控制實(shí)例就是如何實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)優(yōu)化伺服參考的精確定時(shí)以及協(xié)調(diào)不協(xié)調(diào)的動(dòng)作、異常處理和故障恢復(fù)的平滑的過(guò)渡。當(dāng)一大群機(jī)器人工作在一個(gè)大型生產(chǎn)線工作時(shí)也有這個(gè)問(wèn)題，就是如何動(dòng)態(tài)地給機(jī)器人和集群機(jī)器人分配任務(wù)以達(dá)到最優(yōu)生產(chǎn)率。同時(shí)必須注意到collabating機(jī)器人比單身的機(jī)器人更難于編程，因此離線編程機(jī)器人和細(xì)胞模型更有積極性。另外一個(gè)問(wèn)題是合作機(jī)器

9、人裝置的精確度。因?yàn)榇?lián)運(yùn)動(dòng)鏈需要被控制，比起單個(gè)機(jī)器人裝置，伺服回路及機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型錯(cuò)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(jī)器人控制的發(fā)展會(huì)刺激器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型以及機(jī)器人的伺服性能的進(jìn)一步改善和提高。多機(jī)器人控制是需求相關(guān)的是開發(fā)機(jī)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(fù)荷達(dá)500公斤機(jī)器人已經(jīng)著手開發(fā)。一重負(fù)荷處理機(jī)器人擁有與車身零件夾具而其他機(jī)器人則沒(méi)有，例如，