Фон програми:
На тлі «Індустрії 4.0» і «Зроблено в Китаї 2025», щоб адаптуватися до швидкозмінних характеристик сучасної промисловості та відповідати зростаючим вимогам складності, роботи повинні мати змогу не лише виконувати повторювані працювати стабільно протягом тривалого часу, але також бути інтелектуальним, мережевим, відкритим і дружнім до людини та комп’ютера.
Як важливий аспект постійного розвитку та інновацій промислових роботів, навчальна технологія розвивається в напрямку сприяння швидкому програмуванню навчання та покращенню можливостей співпраці між людиною та машиною. Традиційна навчальна коробка, яка має найбільше практичних застосувань, вимагає від оператора певного рівня знань і досвіду роботизованих технологій, а ефективність навчання є відносно низькою. Порівняно з методом навчання в коробці для навчання, метод навчання з перетягуванням не вимагає від оператора володіння знаннями та досвідом робота, а операція є простою та швидкою, що значно покращує зручність та ефективність навчання.
Пов’язані поняття:
1. Перетягнути навчання
Мається на увазі рух робочої руки в напрямку дії людської сили під дією тяги оператора (тяга тяги або тяга певної робочої руки). Ця функція може легко планувати траєкторії (для завдань із низькою точністю траєкторії процесу), дозволяючи операторам записувати та відтворювати траєкторії без необхідності ручного програмування, зменшуючи поріг для операторів і підвищуючи ефективність.
2. Навчання опору на основі датчиків
Традиційне навчання опору спирається на зовнішні багатовимірні датчики крутного моменту (включаючи тип основи, тип з’єднання та тип кінця) робота, які використовують інформацію про крутний момент, отриману від датчиків, для розрахунку бажаного напрямку та швидкості руху. Хоча цей метод може підвищити точність керування, він також призводить до збільшення витрат і незручностей у встановленні та обслуговуванні. Вартість високоточних датчиків навіть вище, ніж сама машина.
3. Навчання перетягування на основі контролю крутного моменту для нульового балансу сил
Для жорстких промислових роботів, без збільшення витрат на виробництво та технічне обслуговування, за допомогою динамічної моделі робота контролер може розрахувати крутний момент, необхідний для перетягування робота, у режимі реального часу, а потім надати цей крутний момент двигуну, що дозволяє робот для ефективної допомоги оператору в перетягуванні, відповідаючи вимогам хорошої взаємодії людини з машиною.
Методи контролю:
Існують різні методи керування рухом серії роботизованих рук, серед яких є три репрезентативних: незалежне з’єднане вкладене подвійне петлеве керування, незалежне з’єднане вкладене подвійне петельне керування плюс компенсація сили тяжіння/тертя, розраховане керування крутним моментом і керування тренуванням . Нижче наведено коротке порівняння:
1. Незалежне сумісне вкладене двоконтурне керування: стосується використання двох окремих замкнутих регуляторів для кожного шарніра, причому зовнішній контур керування є контуром керування кутом з’єднання, а внутрішній контур керування – контуром керування кутовою швидкістю з’єднання. Цей метод є найпершим методом керування роботом, лише починаючи з точки зору простого керування двигуном, не враховуючи зміни навантаження двигуна під час руху, тому цей метод має низьку точність відстеження.
2. Незалежний з’єднаний вкладений подвійний контур із керуванням компенсацією гравітації/тертя: на основі незалежного з’єднаного вкладеного подвійного контуру керування прямою компенсацією сили тяжіння та тертя застосовується безпосередньо до вихідного кінця крутного моменту. Цей алгоритм враховує основні фактори крутного моменту, сили тяжіння та тертя, оскільки ці два крутні моменти становлять велику частку всіх крутних моментів робота за нормальних умов роботи. На вищих швидкостях також можна додати момент прискорення, відцентрову силу та момент сили Коріоліса (зазвичай це не робиться, оскільки шум кутового прискорення, отриманий різницею датчиків, є занадто великим). Цей метод керування частіше використовується в промислових роботах, що є фактичним методом, прийнятим у цьому випадку.
3. Обчислене керування крутним моментом: цей режим керування базується на передумові, що динамічна модель є дуже точною. Після додавання моменту сили тяжіння, сили Коріоліса, моменту відцентрової сили та моменту тертя до прямого зв’язку систему можна спростити до системи другого порядку. Потім систему другого порядку можна перевести в критичний стан демпфування, регулюючи коефіцієнт зворотного зв’язку по куту та кутовій швидкості, і система керування роботом матиме хороші характеристики керування. Складність цього методу контролю полягає в тому, що можна досить точно встановити модель, що є одним із типових напрямів дослідження.
4. Навчання перетягування: навчання полягає у компенсації сильного крутного моменту та моменту тертя відповідно до поточного положення та швидкості, а потім робоча рука рухається вздовж напрямку сили, прикладеної людиною.