探秘機(jī)器人“耍酷賣萌”背后隱藏技術(shù)

　　你有沒(méi)有這樣的感覺(jué)？在商場(chǎng)購(gòu)物時(shí)，遇到“調(diào)皮可愛(ài)”的服務(wù)機(jī)器人時(shí)，特別想上去“調(diào)戲”它；或在工業(yè)展覽會(huì)上，看著做各種表演動(dòng)作的機(jī)器人時(shí)，特別想觸摸它；又或在航模表演現(xiàn)場(chǎng)，望著翱翔在藍(lán)天上無(wú)人機(jī)夢(mèng)想著自己也有一雙翅膀呢。我們感嘆人類的偉大，創(chuàng)造出了機(jī)器人這樣的“新物種”，但是我們是否做過(guò)這樣的思考——機(jī)器人“耍酷賣萌”的背后究竟是什么呢？

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

　　現(xiàn)在，越來(lái)越多的機(jī)器人進(jìn)入那些“百姓”企業(yè)，企業(yè)在歡慶的同時(shí)，也盤算著自己心里的“小九九”——機(jī)器人的控制系統(tǒng)性能如何呢？

　　就目前來(lái)講，業(yè)界尚沒(méi)有專門針對(duì)工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，在機(jī)器人行業(yè)，提到性能規(guī)范，一般是針對(duì)整機(jī)而言。評(píng)價(jià)工業(yè)機(jī)器人整機(jī)性能的指標(biāo)有很多，基于不同的的設(shè)計(jì)目的以及用途，其整機(jī)配件搭配、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及參數(shù)調(diào)整也有所差異，控制系統(tǒng)只是其中的一個(gè)環(huán)節(jié)，發(fā)動(dòng)機(jī)（伺服電機(jī)）、變速箱（減速器）、底盤/懸掛（結(jié)構(gòu)件）等對(duì)機(jī)器人整體的性能都有很大的影響。

　　所以，要做機(jī)器人的性能測(cè)試還是很復(fù)雜滴。不過(guò)，國(guó)標(biāo)《GB/T12642-2001工業(yè)機(jī)器人性能規(guī)范及其試驗(yàn)方法》中已經(jīng)有針對(duì)十幾種機(jī)器人的性能指標(biāo)的界定標(biāo)準(zhǔn)，其中經(jīng)常提到的有三種：重復(fù)定位精度、位姿精度、軌跡精度。那么，我們想單獨(dú)測(cè)試機(jī)器人的控制系統(tǒng)該用哪種好呢？

　　一般來(lái)說(shuō)，工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的性能可以由機(jī)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(jī)器人的位姿精度一般指位姿重復(fù)度。

　　機(jī)器人的位姿是指機(jī)器人相對(duì)于某一參考坐標(biāo)系的位姿，其重復(fù)位姿精度是機(jī)器人的一項(xiàng)最重要的技術(shù)指標(biāo)，該指標(biāo)集中反映機(jī)器人的機(jī)電性能和使用效果，即機(jī)器人對(duì)同一指令位姿從同一方向重復(fù)響應(yīng)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(cè)量，如下圖所示：

　　想要達(dá)到較高的位姿精度，需要控制系統(tǒng)提供以下功能：

　　●補(bǔ)償機(jī)械連桿的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)誤差，如連桿加工誤差、裝配誤差、機(jī)械公差等；

　　●補(bǔ)償關(guān)節(jié)柔性及連桿柔性；

　　●提供高精度的機(jī)械零點(diǎn)標(biāo)定功能。

　　軌跡精度（Path Accuracy）

　　機(jī)器人的軌跡精度，一般是指軌跡重復(fù)精度，表示機(jī)器人對(duì)同一軌跡指令重復(fù)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(cè)試，讓機(jī)器人重復(fù)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(xiàn)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(duì)其Quick Move和True Move進(jìn)行了對(duì)比演示，在使用模型控制后，可保證機(jī)器人在系統(tǒng)允許的任何速度下保持非常高的軌跡一致性。另外，想要達(dá)到較高的軌跡精度，對(duì)機(jī)器人進(jìn)行關(guān)節(jié)摩擦補(bǔ)償也十分必要。

　　簡(jiǎn)單了解如何檢測(cè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的性能之后，有沒(méi)有感覺(jué)豁然開朗呢……