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用于汽車行業(yè)的電焊機(jī)器人軌跡優(yōu)化

汽車行業(yè)超過95%的車身相關(guān)部件是通過采用機(jī)器人技術(shù)來完成的。測量結(jié)果表明，節(jié)省能源和循環(huán)時(shí)間之間有著必然聯(lián)系。因?yàn)楦叨茸詣?dòng)化和機(jī)器人的周期性修復(fù)行為可促使生產(chǎn)時(shí)間和能源在整個(gè)生產(chǎn)過程中減少。采用最優(yōu)路徑搜索算法和路徑優(yōu)化方法，可節(jié)省超過40%的能源。

機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃使用不同方法和算法越來越受到重視，但由于計(jì)算的復(fù)雜性，許多解決方案在實(shí)踐中很少使用，而解決方案的精度通常取決于程序員的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。在機(jī)器人點(diǎn)焊過程中，其目的是在快速度的長距離和低速度的短距離之間達(dá)到一個(gè)合理的平衡，因此使用一種算法不可能獲得想要的結(jié)果，只有采用幾種方法的組合來減少時(shí)間和硬件的消耗。為滿足車身焊裝生產(chǎn)線的要求，需要機(jī)器人實(shí)現(xiàn)在相對短時(shí)間內(nèi)具有足夠快的軌跡。

在許多情況下，能夠移動(dòng)機(jī)器人工作區(qū)的坐標(biāo)系統(tǒng)。該方法的關(guān)鍵是基于一個(gè)很容易辨識(shí)特征的準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，并通過在工件坐標(biāo)系中離線編程保證。校準(zhǔn)是一個(gè)長期過程，結(jié)果也不總是準(zhǔn)確，這是由于測量誤差和錯(cuò)誤的工具中心點(diǎn)設(shè)置導(dǎo)致的。生產(chǎn)中通過引入額定負(fù)荷可能會(huì)發(fā)生進(jìn)一步的錯(cuò)誤，這是由測量過程中機(jī)器人的過度負(fù)荷導(dǎo)致的。因此，最好進(jìn)行機(jī)器人實(shí)際負(fù)荷測量，但這需要使用不同的技術(shù)（激光測量，光學(xué)傳感等），以適用于處理不同的校準(zhǔn)，但很耗時(shí)，削弱了離線編程的優(yōu)點(diǎn)。因此，選擇將校準(zhǔn)功能直接放在機(jī)器人控制器中，首先更新實(shí)際測量標(biāo)準(zhǔn)和虛擬環(huán)境中測量標(biāo)稱值，測量后可以立即評價(jià)校準(zhǔn)結(jié)果而沒有下載校準(zhǔn)路徑，可以顯著提高校準(zhǔn)過程的速度。

未來的工作將涉及規(guī)劃算法優(yōu)化效果的研究。

刊名：Technical Gazette（英）

刊期：2013年第5期

作者：Pavol Bo?ek

編譯：鮑闞