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七軸機器人為何如此招人喜愛?

作者:天津新瑪特科技發展有限公司 瀏覽: 發表時間:2021-09-13 09:21:58

又叫作冗餘機器人,相比六軸機器人額外的軸允許機器人躲避某些特定的目標,便於末端執行器到達特定的位置,可以更加靈活的適應某些特殊工作環境。我國七自由度冗餘機器人樣機是由我國已故的機器人技術專家、中國工程院院士張啟先研製。

  目前,我國絕大多數工業機器人企業還尚未發布七軸工業機器人產品,其中有一部分表示正在研發相關產品,會在年內有相關產品問世,而另有一些企業則表示對七軸工業機器人產品有關注,但尚未計劃設計研發相關產品。

  新鬆公司7軸柔性多關節機器人,是國內首台7自由度協作機器人,重量為29千克,負載為5千克,重複定位精度可達到0.02毫米,工作半徑可達800毫米。具備快速配置、牽引示教、視覺引導、碰撞檢測等功能,特別適用於布局緊湊、度高的柔性化生產線,滿足裝配、產品包裝、打磨、檢測、機床上下料等工業操作需要。

  相較於市場上出現的同類機器人產品,基於自主研發技術,新鬆七軸機器人在負載或成本上都更優。國產機器人將跨入人機協作新時代。

   強在哪兒?從技術角度看,主要有以下幾個層面。

  (1)改善運動學特性

  在機器人的運動學問題中,三個問題使得機器人的運動受到非常大的限製。

  是奇異構型。當機器人處於奇異構型時,它的末端執行器不能繞某個方向進行運動,或者施加力矩,因而奇異構型的影響了運動規劃。

  是關節位移超限。在真實工作情況下,機器人每個關節的運動的角度範圍是受到限製的,理想的狀態是正負180度,但是很多關節是做不到的。另外,七軸機器人可以避免角速度運動過快,讓角速度分配得比較均勻。如表1所示。

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  第三是工作環境中存在障礙。在工業環境下,很多場合存在各種環境障礙,傳統的六軸機器人無法隻改變末端機構的姿態,而不改變末端機構的位置。

  (2)改善動力學特性

  對於而言,利用其冗餘自由度不僅可以通過運動軌跡規劃達到良好的運動學特性,並且我們可以利用其結構實現的動力學性能。

  七軸機器人可實現關節力矩的再分配,這裏涉及到機器人的靜力平衡的問題,也就是說,作用在末端的力,通過一定的算法算出每個關節承受的力有多大。對於傳統的六軸機器人來說,其每個關節的力是一定的,它的分配可能很不合理。但是對於七軸機器人來說,我們可以通過控製算法調整各個關節的力矩,讓薄弱的環節承受的力矩盡量小,是整個機器人的力矩分配比較均勻,更加合理。

  (3)容錯性

  機器人在發生故障時,如果有一關節失效,傳統六軸機器人便無法繼續完成工作,而七軸機器人可以通過重新調整故障關節速度(運動學容錯)和故障關節力矩(動力學容錯)的再分配實現繼續正常工作。

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