探秘機器人“?？豳u(mài)萌”背后隱藏技術(shù)

　　你有沒(méi)有這樣的感覺(jué)？在商場(chǎng)購物時(shí)，遇到“調皮可愛(ài)”的服務(wù)機器人時(shí)，特別想上去“調戲”它；或在工業(yè)展覽會(huì )上，看著(zhù)做各種表演動(dòng)作的機器人時(shí)，特別想觸摸它；又或在航模表演現場(chǎng)，望著(zhù)翱翔在藍天上無(wú)人機夢(mèng)想著(zhù)自己也有一雙翅膀呢。我們感嘆人類(lèi)的偉大，創(chuàng )造出了機器人這樣的“新物種”，但是我們是否做過(guò)這樣的思考——機器人“?？豳u(mài)萌”的背后究竟是什么呢？

　　2016年，不簡(jiǎn)單！在這一年，機器人行業(yè)實(shí)現了快速的發(fā)展。從猴年央視春節晚會(huì )上大放異彩的機器人舞蹈到現在遍地開(kāi)花的各大機器人操作系統、控制系統企業(yè)，從全國各地的機器人大會(huì )、機器人論壇到機器人與互聯(lián)網(wǎng)運營(yíng)、大數據等新興技術(shù)的結合，我們驚奇的發(fā)現，機器人早已不是過(guò)去那個(gè)只會(huì )重復體力勞動(dòng)的 “大笨熊”，而是越發(fā)的智能化和個(gè)性化。

　　現在，越來(lái)越多的機器人進(jìn)入那些“百姓”企業(yè)，企業(yè)在歡慶的同時(shí)，也盤(pán)算著(zhù)自己心里的“小九九”——機器人的控制系統性能如何呢？

　　就目前來(lái)講，業(yè)界尚沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對工業(yè)機器人控制系統的性能測試標準，在機器人行業(yè)，提到性能規范，一般是針對整機而言。評價(jià)工業(yè)機器人整機性能的指標有很多，基于不同的的設計目的以及用途，其整機配件搭配、結構設計以及參數調整也有所差異，控制系統只是其中的一個(gè)環(huán)節，發(fā)動(dòng)機（伺服電機）、變速箱（減速器）、底盤(pán)/懸掛（結構件）等對機器人整體的性能都有很大的影響。

　　所以，要做機器人的性能測試還是很復雜滴。不過(guò)，國標《GB/T12642-2001工業(yè)機器人性能規范及其試驗方法》中已經(jīng)有針對十幾種機器人的性能指標的界定標準，其中經(jīng)常提到的有三種：重復定位精度、位姿精度、軌跡精度。那么，我們想單獨測試機器人的控制系統該用哪種好呢？

　　一般來(lái)說(shuō)，工業(yè)機器人控制系統的性能可以由機器人的位姿精度和軌跡精度來(lái)間接表示。

　　位姿精度（Pose Accuracy）

　　機器人的位姿精度一般指位姿重復度。

　　機器人的位姿是指機器人相對于某一參考坐標系的位姿，其重復位姿精度是機器人的一項最重要的技術(shù)指標，該指標集中反映機器人的機電性能和使用效果，即機器人對同一指令位姿從同一方向重復響應n次后實(shí)到位姿的一致程度。一般采用激光跟蹤儀進(jìn)行位姿精度的測量，如下圖所示：

　　想要達到較高的位姿精度，需要控制系統提供以下功能：

　　●補償機械連桿的運動(dòng)學(xué)參數誤差，如連桿加工誤差、裝配誤差、機械公差等；

　　●補償關(guān)節柔性及連桿柔性；

　　●提供高精度的機械零點(diǎn)標定功能。

　　軌跡精度（Path Accuracy）

　　機器人的軌跡精度，一般是指軌跡重復精度，表示機器人對同一軌跡指令重復n次時(shí)實(shí)到軌跡的一致程度。一般也采用激光跟蹤儀進(jìn)行測試，讓機器人重復走某一條軌跡n次，然后取由n條軌跡組成的軌跡條橫切面的半徑。如下圖所示：

　　現在，一般采用模型的控制（Model Based Control）來(lái)提高軌跡精度。ABB公司對其Quick Move和True Move進(jìn)行了對比演示，在使用模型控制后，可保證機器人在系統允許的任何速度下保持非常高的軌跡一致性。另外，想要達到較高的軌跡精度，對機器人進(jìn)行關(guān)節摩擦補償也十分必要。

　　簡(jiǎn)單了解如何檢測機器人控制系統的性能之后，有沒(méi)有感覺(jué)豁然開(kāi)朗呢……