利用工业机器人运动基元实现高速高精度空间曲线跟踪
机器人学
2023-01-09 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
工业机器人正日益部署于要求末端执行器工具紧密跟踪指定路径的应用中，如喷涂与焊接。性能与生产率构成可能冲突的目标：跟踪精度、路径速度与运动均匀性。工业机器人通过由路点及预定义运动段连接而成的运动基元进行编程，并指定路径速度、过渡区等参数。实际执行的机器人运动取决于机器人关节伺服控制器与关节运动约束（速度、加速度等），而用户对之大都未知。如今为机器人编程以实现期望性能耗时且多依赖人工，需在运动基元中调谐大量耦合参数。性能亦取决于附加参数的选取：可能的冗余自由度、目标曲线位置及机器人构型。本文提出一种系统化优化机器人运动基元性能的方法。该方法先选取静态参数，再选取运动基元，最后迭代更新路点以最小化跟踪误差。最终性能目标是在整条路径上跟踪精度与速度均匀性约束下最大化路径速度。我们针对 ABB 与 FANUC 机器人的两条具挑战性示例曲线在仿真中、并对 ABB 机器人于实验中验证了该方法的有效性。相较采用当前行业惯例的基线，优化后性能提升逾 200%。
引用
@article{arxiv.2301.02348,
title = {High-Speed High-Accuracy Spatial Curve Tracking Using Motion Primitives in Industrial Robots},
author = {Honglu He and Chen-lung Lu and Yunshi Wen and Glenn Saunders and Pinghai Yang and Jeffrey Schoonover and Agung Julius and John T. Wen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.02348},
year = {2023}
}