数字化转型网灯塔制造专题
数字化转型网灯塔智造专题活动将涵盖灯塔工厂、黑灯工厂、未来工厂、智能工厂等,从设计规划到落地实践的全流程。并融合人工智能、数字化转型、智能制造、机器人与自动化等技术与理念,帮助中国制造业企业打通客户订单到生产的全流程,实现世界一流灯塔标杆。
1. 多机器人协同控制
机器人尤其适用多型号、小批量的大型构件加工,而复杂的机械连接结构致使末端刚度较低,进而导致加工精度普遍不高。机器人控制优化的重要研究方向即为基于接触力模型预测和补偿的机器人刚度增强方法,用于改善加工质量及稳定性。通行的做法是建立打磨、抛光、切割、去毛刺等任务的机器人运动学、动力学、刚度模型,据此优化机器人的位姿/接触力分布,提高加工精度。以机器人铣削加工为例,根据运动学、动力学模型来优化位姿、提高刚度,建立机器人铣削模型并分析铣削参数和工艺流程,增强机器人铣削颤动抑制能力。结合传感器反馈的六维铣削力信息,计算机器人的端偏移,通过算法对轨迹进行补偿,减少实际铣削误差。
在多机器人参与的加工过程中,工件形貌、工艺参数、工作条件等带来多重限制,多机器人的末端路径、机器人本体均需要满足面向任务的时空约束。各个机器人应在指定时刻分别到达规划位姿,不能出现互相干涉,可采取分析协作过程中多机器人运动学/动力学约束关系的方法进行处理。多机器人协同系统具有封闭多回路、冗余驱动的特性,难点在于动力学建模、载荷分配策略,主流思路是建立优化判据并进行动载荷的最优分配。例如,利用双机器人的冗余特性,根据最小作用力原则优化多机器人的多位置抓持力分布;建立多节点闭运动链协调系统,引入线性加权方法约束多机器人的内部作用力,给出基于载荷分配原则的机器人协作吊运方案。需要指出的是,机器人制造系统精度保障机制研究仍然停留在单机器人、单一工艺层面,而机器人协同加工的精度保障原理与体系层面研究仍处于空白阶段,后续需要攻关面向加工制造的机器人系统协同精度控制技术。 数字化转型网www.szhzxw.cn
2. 机器人柔顺控制
机器人作业任务要求机器人末端与工件存在物理接触,对机器人与环境之间的接触力精度控制提出了较高要求。机器人末端微小的位置偏差都可能因被接触材料的形变而产生较大的接触力,或对机器人和被接触物造成损伤,需要在执行接触任务的机器人控制系统中添加力控制单元。力位混合控制、阻抗控制在环境 – 机器人交互控制方面应用较多:相较前者,后者无需在两个正交方向分解出两套控制策略,鲁棒性更佳,机器人可稳定输出所需的作用力。早期研究关注机器人动力学的不确定性处理,多采用自适应阻抗控制方式,但阻抗控制模型结构相对固化而无法应对复杂的机器人工作环境。为此,引入考虑环境动态约束的机器人模型、受环境影响的可变控制模型,获得了更好的控制性能。
随着机器人视觉技术的不断发展,视觉 / 力觉混合策略相较纯力觉控制方案纳入更全面的机器人作业信息,作业柔顺性更好。自然的做法是视觉/力觉信息独立处理,采用视觉比例控制、力觉比例积分控制策略,联合进行机器人关节角度控制。也可采用视觉/力觉正交控制思路来简化控制策略,根据约束表面的几何信息预测视觉位移和接触力,将混合任务空间划分为正交的力觉控制子空间、视觉位控子空间,再由力觉、视觉分别控制不同的运动方向。
在工业制造的实际环境中,环境模型的参数变化频繁,亟需一种泛用性和效率均较高的环境 – 机器人动力学建模方式,以确保机器人作业过程的末端跟踪质量。机器人加工属于具有强交互力的作业场景,需要控制系统及时捕捉接触力的变化并针对性调整控制策略。然而,机器人多传感器数据融合方法的计算成本较高,导致控制系统难以及时响应加工接触力的突变。为此,在多传感器数据融合方面需克服各控制子集的缺点,提高机器人对位置、接触力等物理量的测量精度以及多源数据处理的效率。
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数字化转型网灯塔智造专题
数字化转型网灯塔智造专题活动将涵盖灯塔工厂、黑灯工厂、未来工厂、智能工厂等,从设计规划到落地实践的全流程。并融合人工智能、数字化转型、智能制造、机器人与自动化等技术与理念,帮助中国制造业企业打通客户订单到生产的全流程,实现世界一流灯塔标杆。数字化转型网灯塔智造专题活动包含以下内容:
1、灯塔智造外脑支持:通过平台外脑的力量,让决策者拥有更多的聘请超过100位的智能制造专家、超过1000家的智能制造软硬件技术公司、超过10000份学习资料,为企业提供强大的智造外脑支持,助力企业打造智能工厂、灯塔工厂。 数字化转型网www.szhzxw.cn
2、灯塔智造研习社:与制造业顶尖精英一起学习!数字化转型网建立了一个专门讨论智能制造、灯塔工厂等相关技术的研究学习社区,与各位同学一起成长!
3、灯塔智造论坛:智能浪潮!引领未来!数字化转型网打造的智造论坛,旨在通过高端对话推动行业树立正确理念,减少行业噪音,正本清源,助力行业发展!
4、灯塔工厂参观研学:目前灯塔工厂全球已有153家,目前中国已有62家,数字化转型网计划组织灯塔研习社的同学们先后参观国内的施耐德、海尔、博世、美的、三一重工、宁德时代、联合利华、宝洁、青岛啤酒等等,以及赴国外参观全球的灯塔工厂。
5、灯塔标杆案例研学:除了灯塔工厂外,数字化转型网仍然关注驱动整个制造业数字化转型、制造业智能制造、数字创新技术,我们将以不积跬步无以至千里的精神,关注每一个在细微处取得伟大成绩的“灯塔标杆”案例,组织灯塔研习社社员学习行业标杆!
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