工业机器人装备能量有效平滑运行控制研究

发布时间：2024-06-29 04:10

　　工业机器人被广泛的使用在制造业中,如装配,涂装,焊接等工艺。而工业机器人的能源消耗占到制造过程中消耗总电能的8%,这不仅仅提升了产品的生产成本,同时其消耗也加速了全球变暖。同时,工业机器人使用中,为了实现好的动态性能,规划与冲击(jerk)等参数相关的最佳机器人轨迹是至关重要的,这可以避免工业机器人陷入机械共振。因此,提高工业机器人装备制造效率,规划轨迹冲击至关重要。目前,有大量有关降低工业机器人装备能耗的研究,而在对机器人轨迹进行规划提升能量效率时,往往会附带较大且不连续的冲击,这会磨损机器人结构,减少其使用寿命等。针对此类问题,本文着重研究了工业机器人的平滑运行控制,在保证工业机器人装备运行平滑的基础上提升工业机器人能量利用率,以达到工业机器人装备节能降耗同时稳定运行的目的。主要研究内容如下:(1)能量有效的工业机器人装备平滑运行控制建模。根据工业机器人工作原理、物理结构,对工业机器人系统的能耗进行分解,并在物理公式的基础上详细分析了机器人本体能耗特性,建立工业机器人能耗模型;同时对工业机器人装备平滑运行特性进行分析,建立了衡量平滑特性冲击模型,最后结合工业机器人能耗模型和冲击模型...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2一2工业机器人参数辨识步骤[51]

是在机械手臂各个连杆的惯性参数已知、摩擦系数已知的学方程和摩擦模型，对于实际应用的工业机器人，这些参的，且由于使用过程中的机械装置的损耗等问题都需要对识。因此，建立工业机器人的本体能耗模型，有必要确定数，标准的参数辨识过程需要经过如下步骤：建立DH坐标模型，讨论激励轨迹和最小....

图2-3关节位置，角速度，角加速度和冲击jerk之间的关系图

小化即最好的平滑特性，会引起的积极影响包括如下几踪期间的误差；2）减少执行器和机械手结构的应力；率激励；4）非常协调和自然机器人的运动。器人轨迹平滑性之前，先做以下定义：将任务空间轨迹空间位置序列后，对于工业机器人j（j=1,2…N），,1,jqq，12,,...n....

图2-4工业机器人运行任务及对应移动轨迹

（a）工业机器人垂直向上移动（b）工业机器人垂直向下移动（c）工业机器人水平移动图2-4工业机器人运行任务及对应移动轨迹

图2-5工业机器人垂直向上时能耗，冲击随速度变化图

Jerk（水平）000.100.510.54表2-1中经过matlab处理后如图2-5到2-7所示。图2-5工业机器人垂直向上时能耗，冲击随速度变化图

本文编号：3997146