面向最优工业机器人工作单元设计的运动规划算法权衡系统评估

工业机器人工作单元的性能取决于对与单元布局相关的各种超参数的优化，例如机器人基座放置、工具放置和运动学设计。实现这一目标需要采用双层优化方法，其中高层优化调整这些超参数，而低层优化计算机器人运动。然而，计算最优机器人运动在计算上是不可行的，因此需要在运动规划中引入权衡以使问题易于处理。这些权衡会显著影响双层优化的整体性能，但其影响仍需系统评估。在本文中，我们引入了用于评估这些权衡在最优性、时间增益、鲁棒性和一致性方面的指标。通过广泛的仿真研究，我们研究了运动级优化中的简化如何影响高层优化结果，从而在计算复杂度与解质量之间取得平衡。所提算法被应用于在两个码垛场景中寻找模块化机器人的时间最优运动学设计。