淺談機器人控製的實際應用
科技專論
作者：王懷江
一、了解內容掌握知識
什麼是機器人？機器人是一種自動的，位置可控的具有編程能力的多功能機械手。這種機械手有幾個軸能夠借助於編程操作來處理各種材料、零件、工具和專用裝置，以執行各種任務，也叫做工業機器人操作臂。20世紀60年代——90年代中期代表性的工業機器人。第一代、第二代機器人（操作機器人）典型的工作任務：1.定位操作運動，如搬運工作。2.連續軌跡運動，如噴漆、電焊作業。3.裝配作業。典型的作業為將銷插入銷孔中，其他如靈活操作、回避障礙。20世紀90年代——本世紀現代仿生機器人。第三代機器人——智能機器人。現代機器人的研究內容：機器人本體：集成化設計與係統。工作環境及對象：不確定、智能化程度要求高。控製係統設計難度大。現在機器人特點為：1.像人或人的上肢，並能模仿人的動作。2.具有治理或感覺與之別能力。3是人造的機器或機械裝置。
運動學控製法具有控製係統結構簡單、容易實現實時控製的特點。可適用於工業生產或日常生活中工作速度不高，結構簡單，係統機械慣量較小，容易實現控製，精度要求較低的機器人。例如：玩具機器人；焊接機器人；搬運機器人等。
工業機器人操作臂的示教控製法是否可進行操作力的示教：（1）機器人的操作臂的末端操作器，在作業時不受周圍作業空間內的物理環境力學的作用限製。本方法適用於焊接、噴漆等機器人。（2）在約束空間內，操作手末端或操作所抓握的操作物與環境接觸，末端不僅要保持操作的位置與姿態，同時還要滿足與環境接觸相互作用力才能順利完成作業。本方法適用於研磨、打磨、裝配等作業，受與環境接觸的約束條件限製。
作為機器人控製基本的運動方程式的動力學具有以下特征：一＼ 拉格朗日方程式吧機器人操作臂作為一個整體從能量的角度利用拉格朗日出數推導出運動方程式。不涉及相鄰的杆件之間的作用力、力矩關係。二＼牛頓——歐拉法。關於平動的牛頓運動方程式和回轉運動的歐拉法運動方程式。描述構成機器人操作臂的一個個杆件的運動。這種方法涉及相鄰的杆件之間相互作用的禮盒力矩的關係。機器人是構造學、運動學等控製理論等科學發展水平的綜合體現，是當前國內外研究的熱點問題之一，在高校機器人設計活動也已開展起來，我想這種氛圍對我國機器人的研製開發特別以及專業方麵的人才培養是具有積極意義的。
二、高精度機器人自動衝壓折邊係統為化工行業解難
在化工設備領域中，高品質的電解槽雖然價格昂貴，但市場需求量非常大往往處於供不應求的狀態。為此，化工設備生產企業急需更高效的解決方案。09年2月，我公司設計製造的機器人自動衝壓折邊係統通過用戶驗收，並投入生產，為企業解決了燃眉之急。
鎳、鈦兩種板材作為電解槽的常用板材，具有材質偏軟的特點。用戶要求針對鎳、鈦兩種板材，單邊正折2次，反折1次，四側邊共折邊12次，累計尺寸誤差≤ü0.3mm，並且表麵不能有壓痕。
該項目的技術難點在於：機器人抓取板材配合折邊壓機工作，如果板材在衝壓過程中受到機器人的拉扯力，則會形成折邊角度不夠或者誤差偏大的情況。為此，在折邊壓機的下壓過程中，機器人需同步執行上舉動作，並保證機器人動作與壓機動作完全協調一致。