圖片來源：OFweek維科網(wǎng)

機(jī)器人為何會“抖”

為什么機(jī)器人在運(yùn)行的過程中會發(fā)生抖動呢？我們認(rèn)為主要的原因來自下面幾點(diǎn)：

一方面機(jī)器人運(yùn)行中抖動主要是由共振引起的，另一方面驅(qū)動控制環(huán)路難以通過一套參數(shù)適配所有工況，導(dǎo)致負(fù)載動態(tài)范圍大、位置傳感器無法直接對負(fù)載端進(jìn)行直接控制，產(chǎn)生末端位置偏差，引起抖動。同時機(jī)器人由于減速機(jī)等柔性環(huán)節(jié)的存在，在定位時極易在末端發(fā)生抖動現(xiàn)象。

抖動為何“難”以抑制

首要原因是抖動難以觀測。出于成本考慮，減速器末端一般不會加裝編碼器，位置反饋的是電機(jī)的輸出端位置信息。其次機(jī)器人系統(tǒng)現(xiàn)場工況的多樣性與時變性導(dǎo)致機(jī)器人的抖動難以抑制。最后就是機(jī)器人各關(guān)節(jié)力矩互擾等因素也導(dǎo)致了抖動難以抑制。

7招防抖

經(jīng)過多次推理-論證-實(shí)驗(yàn)-反饋的迭代，配天機(jī)器人研發(fā)團(tuán)隊(duì)對機(jī)器人“抖動”問題辨證施治，對癥施藥，研究了一系列行之有效的高級算法，成功攻克機(jī)器人抖動難題。配天的整體方案吸收了多種不同工況下行之有效的方法：

1、濾波器法：對共振頻點(diǎn)進(jìn)行陷波濾波，通過增益補(bǔ)償消除陷波引起的相位誤差。

2、觀測器法：預(yù)估本體末端位置，針對預(yù)估的位置做一些參數(shù)提前的適配。

3、阻尼法：提取振動速度信息，同時施加一個反向阻尼，改變振動相應(yīng)。

4、驅(qū)動器參數(shù)整定與動態(tài)適配：根據(jù)負(fù)載情況適配恰當(dāng)?shù)尿?qū)動器參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對振動的有效控制。

5、力矩前饋：基于動力學(xué)的力矩前饋，適配大動態(tài)范圍的負(fù)載變化。

6、運(yùn)動學(xué)優(yōu)化：通過路徑規(guī)劃或者速度規(guī)劃減少共振發(fā)生的可能性、影響程度，即對不同的運(yùn)動段合理規(guī)劃加速度、加加速度，減少抖動的發(fā)生。

7、減弱激勵強(qiáng)度：以典型的周期性激勵-減速器傳達(dá)精度的變化為例，由于加工和安裝的不完美，減速器在傳動過程中會附加周期性的干擾，形成共振激勵源，通過優(yōu)化核心零部件的品質(zhì)，有助于控制激勵幅度，進(jìn)而抑制振動。

解決了機(jī)器人在動作或者停止時的抖動問題，真正提高工業(yè)機(jī)器人的出廠質(zhì)量，為用戶提供更高性價(jià)比、更可靠的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品，使得機(jī)器人能夠成功應(yīng)用在更多行業(yè)。