运动控制中运动学问题、点动和连续路径、位置控制解释

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  工业机器人的运动控制

  
 

江苏快3走势图  1。机器人的运动学问题

  工业机器人机构是由一系列通过关节连接起来的连杆机构所组成的。连杆始端是机器人基座,末端连杆与工具相连,相邻连杆之间用一个关节(轴)连接在一起,对于一个6自由度工业机器人,它由6个连杆和6个关节(轴)组成。

  
 

运动控制中运动学问题、点动运动和连续路径运动、位置控制解释

  
 

  
 

  在操作机器人时,其末端执行器必须处于合适的空间位置和姿态(以下简称位姿),而这些位姿是由机器人若干关节的运动所合成的。要了解工业机器人的运动控制,首先必须知道机器人各关节变量空间和末端执行器位姿之间的关系,即机器人运动学模型。一台机器人操作机几何结构一旦确定,其运动学模型也即确定下来,这是机器人运动控制的基础。

江苏快3走势图   机器人运动学包括正向运动学和逆向运动学:

  (1)正向运动学即给定机器人各关节变量,计算机器人末端的位置姿态;

  (2)逆向运动学即已知机器人末端的位置姿态,计算机器人对应位置的全部关节变量。

   一般正向运动学的解是唯一和容易获得的,而逆向运动学往往有多个解而且分析更为复杂。机器人逆运动分析是运动规划不控制中的重要问题,但由于机器人逆运动问题的复杂性和多样性,无法建立通用的解析算法。逆运动学问题实际上是一个非线性超越方程组的求解问题,其中包括解的存在性、唯一性及求解的方法等一系复杂问题。

  2.机器人的点动运动和连续路径运动

   工业机器人的作业实质是控制机器人末端执行器的位姿,以实现点位运动或者连续路径运动。

  (1)点位运动(Point to Point, PTP)

   点位运动只关心机器人末端执行器运动的起点和目标点位,而不关心这两点之间的运动轨迹。点位运动比较简单,比较容易实现。

  (2)连续路径运动(Continuous Path, CP)

  连续路径运动不仅关心机器人末端执行器达到目标点的精度,而且必须保证机器人能沿所期望的轨迹在一定精度范围内重复运动。机器人的连续路径运动的实现是以点位运动为基础,通过在相邻两点之间采用满足精度要求的直线或圆弧轨迹插补运算即可实现轨迹的连续化。机器人再现时,主控制器从存储器中逐点取出各示教点空间位姿坐标系,通过对其进行直线或圆弧插补运算,生成相应的路径规划,然后把各插补点的位子坐标值通过运动学逆运算化成关节角度值,分送机器人各关节或关节控制器。

江苏快3走势图  3。机器人的位置控制

   工业机器人控制方式有不同的分类,如按被控对象不同可分为位置控制、速度控制、加速度控制、力控制、力矩控制、力和位置混合控制等。其中位置控制是工业机器人的基本控制任务,是完成规定任务前提。根据运动的不同,位置控制分为点动控制和连续估计控制,如下图所示。

  
 

运动控制中运动学问题、点动运动和连续路径运动、位置控制解释

  
 

  
 

  (1)点动控制:仅控制机器人离散点上手爪或工具的位姿,尽快而无超调地实现相邻点的运动,对运动轨迹不作控制。主要技术指标:点位精度,完成运动时间。

  (2)连续轨迹控制:连续控制机器人手爪的位姿轨迹,要求速度可控、轨迹光滑、运动平稳。主要技术指标:轨迹精度、平稳性。私信“干货”二字,即可领取18G伺服与机器人专属资料!图文转至网络,若内容涉嫌侵权,请告知我们删除!

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