為什么要這款大負載協(xié)作機器人？
發(fā)布時間：2021-07-16 16:42:03 作者：顯揚科技
知名電器生產(chǎn)經(jīng)理說：“我們在產(chǎn)線上，部署了節(jié)卡協(xié)作機器人JAKA Zu 12，運行效果遠超預期。JAKA Zu 12在臂展如此長的情況下，末端定位精度還這么高，并且末端運行超平穩(wěn)、占地面積小、安全性高，不僅提高了生產(chǎn)過程的自動化程度，還改善了作業(yè)人員的工作環(huán)境。”
對傳統(tǒng)機器人來說，大負載的機器人控制難度會更大，這極大影響了機器人的效率和穩(wěn)定性。其主要原因如下：
• 機器人在低速區(qū)，靜摩擦、動摩擦轉(zhuǎn)矩切換的時候，輸入軸在勻速轉(zhuǎn)動，輸出軸可能呈現(xiàn)出一快一慢的跳躍式運動，而且負載越重，正壓力、摩擦力都會增大，“爬行”現(xiàn)象還會表現(xiàn)得更明顯。
• 傳統(tǒng)的機器人編碼器安裝在減速機輸入側(cè)，但是減速機多少都有背隙，隨著臂展的變長，背隙造成末端點位的偏差也會隨之放大。
• 機器人連桿截面的扭轉(zhuǎn)剛度是一定的，隨著臂展的變長，末端的扭轉(zhuǎn)角度加大，這會降低整個機械傳動鏈的諧振頻率，進而影響到伺服的控制帶寬，降低了控制性能、精度。
• 實際應用中，大負載機器人隨著慣量增大，系統(tǒng)的固有頻率降低，響應速度變慢，穩(wěn)定性變差，超調(diào)量變大。
• 機器人沒有主動安全防護功能。
為解決上述痛點，節(jié)卡機器人自主研發(fā)了如下三大核心技術(shù)：
【01 雙編碼器全閉環(huán)控制】
JAKA Zu 12產(chǎn)品經(jīng)理說：“在設(shè)計JAKA Zu 12的過程中，我們特別著重它的工作范圍、有效負載和運行性能。JAKA Zu 12自重41kg，負載可達12kg，工作半徑1327mm，采用高性能的結(jié)構(gòu)設(shè)計及先進的伺服技術(shù)，具有更安全、高負載、高精度的優(yōu)勢。”
節(jié)卡機器人伺服驅(qū)動器采用高分辨率的雙編碼器全閉環(huán)控制策略，在減速機輸入、輸出側(cè)各安裝一個編碼器，內(nèi)環(huán)保證動態(tài)跟蹤，外環(huán)實現(xiàn)精準定位。這樣減速機的背隙、摩擦力變化導致的跳動，都處于位置閉環(huán)之內(nèi)，既提高了精度的問題，又解決了“爬行”的問題；在減速機輸出側(cè)，能夠?qū)崿F(xiàn)高達±0.002°機械角的單軸點位控制精度，JAKA Zu 12的重復定位精度高達0.024mm。
【02 動力學轉(zhuǎn)矩前饋】
基于節(jié)卡機器人動力學控制功能，在任何負載、速度、姿態(tài)下，都可以預測出各個關(guān)節(jié)應該輸出的力矩。
通過動力學轉(zhuǎn)矩前饋，疊加伺服本身的閉環(huán)控制，實現(xiàn)高精度閉環(huán)控制；這種控制策略的優(yōu)勢，就在于通過準確的動力學模型來保證位置的跟蹤，從而削弱機械諧振頻率、慣量匹配問題對控制的影響。
得益于此，JAKA Zu 12可以在正裝、側(cè)裝、倒裝的底座上進行作業(yè)，對部署環(huán)境的要求更低，而對底座的剛度要求，也遠沒有傳統(tǒng)機器人高。
【03 安全控制策略-力矩限制 & 碰撞檢測】
傳統(tǒng)機器人一般只做位置控制，沒有碰撞檢測安全功能，所以當高負載機器人在運動過程中，一旦碰到人，會非常危險。
節(jié)卡機器人支持輸出力矩限制和碰撞檢測的功能，在對機器人的輸出力矩進行限制的同時，還可以實現(xiàn)位置控制。
如果機器人與周圍環(huán)境發(fā)生碰撞，機器人會迅速停止，并往反方向進行反彈，這樣可以把碰撞造成的傷害降到最低；同時，發(fā)生碰撞后，用很小的外力還可以推動機器人，這樣即便有人被機器人卡住，還可以保證人身安全。
顯揚科技優(yōu)勢：
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