0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看威廉希尔官方网站 视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

浅析工业机器人逆解问题的旋量解法 是促进工业生产实践优化的体现

集成电路应用杂志 来源:工程师青青 作者: 电子发烧友 2019-03-29 16:28 次阅读

1 引言

数字化威廉希尔官方网站 与程序开发相互结合,是现代工业生产威廉希尔官方网站 不断进步的根本动力,它不仅实现了传统工业生产威廉希尔官方网站 优势的继承,也善于借助新程序、数字计算方法,解决工业生产中功率高效利用的相关问题,实现现代工业生产资源的综合探索。研究发现,合理把握工业机器人逆解问题分析条件,对工业机器人逆解问题的旋量解法分析,为资源综合利用提供借鉴。

2 逆解问题的研究价值

工业机器人,是高效率工业生产威廉希尔官方网站 加工的代表形式,它是在传统机械生产结构基础上,进行工业生产威廉希尔官方网站 创新的体现,在高质量、高速率生产中,发挥着不可忽视的作用。

一方面,工业机器人的程序开发过程中,应用了大量选择程序命令,且设备每一个阶段的动力周期旋转过程,都是机器人内部程序自主选择的过程。若进行机器人做功分析时,直接按照顺向顺序进行探究,根本无法发现机器人加工中出现的损耗功问题,系统会直接按照程序命令直接检验,因而,无法实现在工业机器人功率分析期间,达到程序开发优化的目的。

另一方面,工业机器人逆解问题探究过程,是从空间坐标点位移变化,机器人做功角度的层面上,对其内容进行分析,其探究计算分析理论,与旋量场中量子场变化函数量计算条件相互对应,且工业机器人逆解运算时,量子场内的四分波量,在满足波量为空间点位移长度量的 1/2 时,就可以借助条件建立旋转磁场,继而对工业机器人逆解运算中的功条件进行分析。

3 逆解运动问题的类型

工业机器人的逆解运动问题可以总结为在系统运动过程中,给定系统的运行结果,探究该过程中关节如何进行运动能够达到运动效果和目的。所以该问题需要从结果出发,对其余各项参数进行确定。在逆解运动问题的分析中,将按照以下顺序进行参数确定。

(1)绕点与已知点运动问题。在本文的研究过程中,绕点为工业机器人中各关节的活动点,系统中的连接杆、杆上各点都需要围绕着绕点进行运行。已知点为工业机器人运行中终端需要到达的空间点,要求工业机器人的加工端,需要能够到达所有进行加工的点位,在该过程中涉及两个变量,其一为工业机器人中的关节旋转角度,其二为工业机器人中与关节相连的机械臂长度。其中机械臂,可以视为点在旋转过程中的轴,并且当前已经建成了标准体系。在逆解问题的分析过程中,会以工业机器人的固定点设置空间直角坐标系,在当前的工业机器人研发中,已经建成了 pieper 准则,该准则中要求工业机器人的末端三个关节交于一点,这也为逆解过程提供了便利。

在工业机器人的运行中,这种绕点和已知点运动的问题包括三种形式:一种为通过一条轴将 p 点旋转到 q 点问题,另一种为通过两条已知轴将 p 点旋转到 q 点问题,最后一种为通过三条已知轴将 p 点旋转到 q 点问题。前两种方式比较简单,当前行 业中已经进行了全面研究,对于第三种运动形式,本文提出的构想为,架设三个已知轴为 a,b 和 c,系统中的初始点为 p,已知点为 q,则轴 a 经过旋转将 a 点转移到 a’点,b 轴经过旋转将a’点转移到 a”点,c 轴经过旋转将 a”点转移到 q 点,则该问题可简化为求出三个已知轴旋转过程中分别旋转的角度 θ1、θ2 和 θ3,在后续的分析中可应用指数积法对整个旋转过程进行表示。

(1)

上述方程中的p和q代表设定点位的其次方程。

(2)绕点与有序相交轴运动问题。在工业机器人的设计过程中,会拥有多个有序相交轴,这些轴在具体的运行过程中会拥有不同的运动状态,但是通常情况下,在机器人的运行过程中也设计这些相交轴体系的整体移动。在工业机器人系统中,会应用一条悬臂对这些轴进行固定,并在悬臂末端设置关节,在研究过程中,本文将这些有序相交轴看作一个整体,降低研究难度。

绕点与有序相交轴的运动问题研究中,最终目的为让这些相交轴末端能够与空间定点进行重合,由于工业机器人的底座固定,所以在具体的研究过程中涉及对两个变量的计算,其一为工业机器中的悬臂长度,为了能够满足机器人的加工要求,两条悬臂夹角为 180°时,相交轴末端要能够到达加工区域中与底座绕点最远的点,对于其余距离较近的点,需要通过关节弯曲参数的调整让相交轴末端到达各个加工点。该过程中设计三个参数的计算,即悬臂长度参数、底座关节旋转参数和悬臂关节的旋转参数,对于悬臂参数,可以按照当前制定的标准进行选择,对于底座来说,旋转角度包括两个方面,其一为水平空间的旋转角度 ψ,其二为竖直方向上的旋转角度 θ,而在整个系统的运行中,悬臂之间关节的旋转角度设为φ,架设初始点为 p,终点为 q,水平旋转角度ψ只需通过探究两点在水平面上的夹角即可,对于其余两个参数,本文提出的构想为应用两个悬臂在竖直面上的投影长度总和等于 q 点到水平面的间距即可,应用计算软件可以获取一个 2 列 n 行的矩阵,每行中的两个参数为能够满足要求的 θ 值和 φ 值。

(3)绕点与定点运动问题。在该过程的研究中,涉及的绕点为整个工业机器人模型中的所有绕点,定点为向系统中输入的某空间点,在工业机器人的运行中,只有确定全部绕点运动情况时,才能够确定整个系统的最终运行状态。在具体的研究中,需要研究的旋转角为底座关节的旋转角、悬臂梁关节的旋转角和末端关节的旋转角,在最终的设计的过程中,不同的定点都会对应一个 3 列 m 行的矩阵,其中每行的三个参数都对应不同关节的旋转角度,在后续的研究中,研究重点为探究整个系统的最佳运行状态。

4 旋量解法分析

(1)绕点与已知点运动的旋量解法。绕点与已知点运动过程,主要是依靠已知旋转点的变化,对工业生产机械做功情况进行评估。若采用传统的正向功率计算分析法进行分析,需先计算工业机器人的整体做功总量,然后再减去机器人做功中的无用功,不仅计算量较大,且实际运算期间所设计到的数据因素较多。而采取逆解问题旋量解法分析时,可以在确定机器人做功变化动力点的基础上,直接进行机器人有用功做功量的计算,实际计算的速率和准确性得以保障。结合机器人绕点与已知点运动解法分析时,所涉及的问题条件,可将其归纳为:① 单项绕点运动旋量解法。所谓单项绕点运动旋量解法,就是将机器人做功中,某一单一绕点作为做功计算的变化量,分析绕点在阶段时间内的做功多少。假设某次单项绕点运动点、静置点均在横坐标上,但绕动点在椭圆形曲线内,静止点在外。此时,我们可以借助动点位移变化时,与椭圆两边连线所产生的夹角,计算出静止点到动点位移变化的总长度,再去掉静置点到椭圆边缘的距离,就可以得到动点位移距离,按照一个单位所代表的功率大小进行换算,就可以得到机器人有用功大小。相对来说,逆向动力绕点计算方式,要比传统的整体中求得部分更加便捷。② 双向绕点运动旋量解法。双向绕点运动旋量解法,是指单项绕点中的静止点,也变为变化量。进行计算时,应先将确定两个动点之间的距离,然后在此基础上,测量机器人运动期间,两点位移的整体长度变化,最后扣除初始距离值,就可以得到两个点运动的做功总量。一般而言,工业机器人进行位移距离分析,进行动力分析强度即可。但有时也需要对机器人两点,各个部分的做功情况给予相应的评价,此时,我们可以再按照单个绕点分析法进行分析,就可以计算出每一段的具体做功情况。

(2)绕点与有序相交轴运动的旋量解法。绕点与有序相交轴运动过程,是利用空间绕点与两个相交轴角度的变化,实现绕点做功情况的探究。运用旋量解法解析该问题时,需着重考虑到有序相交轴的运用位置变化,与角度大小之间的关系。① 双绕点旋量分析法。绕点与有序相交轴运动时,两个运动因素是从一个点出发,分别向着两个方向的运动过程,由此,当两个动点距离坐标原点的距离越远,所产生的动力强度也越小。进行动力绕点分析时,必须要把握好两个绕点空间位置变化,是否处于最佳做功空间位置变化区域内。若原点 R 与动点 P,动点 Q 之间的距离相等,说明此时两绕点的动力大小相等;若原点 R 与动点 P 距离>动点 Q 之间的距离,说明此时动点 P 部分的动力较大;若原点 R 与动点 P 距离<动点 Q 之间的距离,说明此时动点 Q 部分的动力较大。此时进行工业机器人生产动力调节时,应着重考虑机器人做功时,两动点的位移距离调节,以平衡动力传输均衡性,这是以旋量解法,进行双动点新问题解析的具体体现。② 双相交轴角量分析。双向相交轴的角量分析,是指从双向动点位移期间,角度变化情况的视角上,机器人做功情况计算。假定双向相交轴的角量中,与横坐标相交椭圆的角为∠1,与横坐标无交点的椭圆的角为∠2。进行机器人做功大小计算时,可通过在两椭圆内建立一条辅助线,然后分别借助辅助线,将两动点位移运动中的交叉部分扣除,然后再利用 cos、sin、tan 的公式,换算出弧度角所对应的动点运动位移长度。与双动点计算方式相比,角度换算计算法,可以突破点坐标位移,超出最佳位移区域计算条件的限制,继而确保机器人在无限制条件下的做功无限变化时,均可以通过角度换算得到,从而也就实现了工业机器人做功大小的灵活核算。

(3)绕点与定点运动的旋量解法。绕点与定点的旋量解法,主要是针对固定点与旋转点的位移变化情况进行讨论。即,动点始终按照三维坐标点空间坐标位置进行变化。虽然该种机器人做功方法的分析形式较简单,但我们在实际计算时,注意以下问题:① 旋转点的空间坐标取点分析时,需确保定点取点位置,必须按一定顺序取点。如,由上到下,由内向外,由边缘向内侧等。这是由于固定的旋转点位移变化计算时,需通过动点空间位移的变化规律,对空间旋转强度、做功情况进行判断。若旋转点发生相应变化,旋转点的空间位移规律就会错误,自然也就出现了动点计算准确性不够的情况。② 绕点空间位置变化,需确保空间内点是按指数积法进行表示。按照旋量场计算的理论可知:三坐标中同齐次坐标取点时,需满足 Q=exp(1,1A) exp(2,2A) exp(3,3A) exp(4,4A) 的坐标状态。③ 绕点与定点运动计算时,需考虑到旋量位移距离定点变化时,位移角度变化,是否满足了角度变化与长度之间的协调。进行协调调整时,需考虑到逆向分析的目的,可以确保机器人做功功率,达到稳定做功的状态。否则,固定点与动点之间旋量场的分析价值也将不复存在。

(4)绕点行列运动的旋量解法。绕点行列运动因素,是指单纯依靠旋量条件,对工业中机器人的做功能力进行分析时,可借助绕点行列同步计算法,替代传统的单一序列绕点运动的分析方法。旋量解法中,通常包含两个动角量,两个动点变化量,一个固定原点。即,旋量解法分析中的所有动量,都对应一个单独的旋转动量计算顺序,只要准确把握结构中的一个动量的规律,就可以相应得到,其他三个旋量变化规律。相对来说,工业机器人逆解问题的旋量解法的计算方式较便捷,也可以保障功率计算的准确性。

5 结语

工业机器人逆解问题的旋量解法分析,是数字分析理论科学应用于现代工业生产中的体现,它可以优化工业生产功率计算步骤,保障工业生产的速率。在此基础上,本文通过绕点与已知点运动的旋量解法、绕点与有序相交轴运动的旋量解法、绕点与定点运动的旋量解法、以及绕点行列运动的旋量解法,解决工业机器人实际应用中常见的逆解问题。因此,浅析工业机器人逆解问题的旋量解法要点,是促进工业生产威廉希尔官方网站 实践中优化的体现。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 工业机器人
    +关注

    关注

    91

    文章

    3362

    浏览量

    92635

原文标题:工业机器人逆解问题的旋量解法分析

文章出处:【微信号:appic-cn,微信公众号:集成电路应用杂志】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    [转帖]工业机器人的基础知识

    工业机器人的基础知识工业机器人是能模仿人体某些器官的功能(主要是动作功能)、有独立的控制系统、可以改变工作程序和编程的多用途自动操作装置。  工业
    发表于 05-18 22:03

    什么是工业机器人

    研制成功两种工业机器人,并很快地在工业生产中得到应用;1969年,美国通用汽车公司用21台工业机器人组成了焊接轿车车身的自动
    发表于 01-19 10:58

    工业机器人经典好书籍——《工业机器人

    ` 给大家推荐一本好书《工业机器人》,蒋刚编著的。无论新手老手,相信都能用得上。 随着机械、电子、控制理论与威廉希尔官方网站 的快速发展,机器人的发展曰新月异,其应用越来越多。在可以预见的不久的未来,机器人
    发表于 02-03 10:51

    工业机器人未来展望

    。优点突出 工程机械制造转型必备 工业机器人工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业,或是危险、恶劣环境下的作业,例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配
    发表于 02-11 17:38

    中国工业机器人行业发展和未来趋势分析

    工业机器人市场。预计到2018年工业机器人年供应超过91000台。行业发展随着科技进步和经济的迅猛发展,当前我国已
    发表于 04-25 16:45

    华南机器人应用培训中心工业机器人培训班招生

    率,节约原材料消耗以及降低生产成本,有着十分重要的意义,正在日益改变着人类的生产和生活方式。工业机器人已经广泛应用于汽车及汽车零部件制造业、机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料
    发表于 09-02 14:03

    工业自动化领域:工业机器人开启我国制造业新篇章

    效率;    (3)进步产品质量;  (4)削减生产过程的原材料、能源损耗。    众所周知,工业机器人是大量自动化生产线主要重成部分。随着我国制作在人力成本及
    发表于 12-09 13:59

    机器人在线】工业喷涂机器人误差修正方法发展趋势

    的运动学问题进行了研究,但由于研究对象适用于Pieper准则,故可以运动封闭解法来求解,没有对于不满足Pieper的情况进行进一步讨论,且由于关于机器人加速度的理论研究比较少,故没
    发表于 07-13 16:03

    工业机器人的产业链

    机器人商业化应用的关键。系统集成方案解决商负责工业机器人软件系统开发和集成,为终端客户提供应用解决方案。系统集成商并非是标准化程序,而是定制化生产,因此系统集成商的竞争优势主要
    发表于 08-23 15:10

    减速机在工业机器人的应用

    减速机较少。即便按最少的4个减速器计算,市场规模依旧可观。何况当前工业机器人领域方兴未艾,销量节节攀涨,对减速器潜在需求巨大。数据显示,2015年,工业机器人用减速机需求
    发表于 09-18 10:03

    零基础玩转工业机器人

    介绍DELTA并联机器人的基础知识与系统设计原理,并结合ABB和FANUC机器人,介绍了工业生产中的常用并联机器人机型与编程操作。本书依据学习者的认知规律,侧重
    发表于 10-29 17:03

    工业机器人的威廉希尔官方网站 原理

    及以太网的联网功能。可用于机器人控制器之间和机器人控制器同上位机的通讯,便于对机器人生产线进行监控、诊断和管理。  工业机器人主要用于汽车、
    发表于 11-23 10:40

    四元数数控:工业机器人使用机器视觉系统的原因

    工业机器人为什么要使用机器视觉系统?随着工业生产、制造、包装的自动化程度的提高,机器人工业中的
    发表于 04-29 09:42

    嵌入式工业机器人

    效率的逐步提升,节省了企业的发展过程中人员和生产成本的投入,节约了工业生产的资金,形成节约型工业生产模式,工业发展提供更丰富的经济收益;另一方面也
    发表于 02-12 17:15 6次下载

    工业机器人实现生产自动化,进一步提升工业生产效率

    生产自动化,进一步提升工业生产效率,促进产业结构的智能化调整。 大家都知道工业机器人的优点有以下几点:节省成本、方便监控、安全性高、稳定性好
    发表于 10-05 11:05 1500次阅读