工業(yè)機器人的精準作業(yè)依賴于高精度的運動控制技術,它是機器人實現(xiàn)軌跡跟蹤、姿態(tài)調整、力控作業(yè)的核心。工業(yè)機器人運動控制的本質是通過控制各關節(jié)電機的運動,使機器人末端執(zhí)行器按照預設軌跡精準運動。運動控制技術主要包括運動學正解與逆解、軌跡規(guī)劃、伺服控制三大核心環(huán)節(jié)。
運動學正解是根據(jù)各關節(jié)的運動參數(shù)(角度、位移),計算出機器人末端執(zhí)行器的位置與姿態(tài);而運動學逆解則是根據(jù)末端執(zhí)行器的目標位置與姿態(tài),反算出各關節(jié)所需的運動參數(shù),這是機器人運動控制的關鍵,復雜機器人(如七軸機器人)的逆解往往需要通過數(shù)值迭代算法求解。軌跡規(guī)劃則是在起點與終點之間規(guī)劃出平滑的運動軌跡,避免機器人運動過程中出現(xiàn)沖擊、振動,常見的軌跡規(guī)劃方法包括關節(jié)空間軌跡規(guī)劃(如多項式插值)與笛卡爾空間軌跡規(guī)劃(如直線、圓弧插值),在焊接、噴涂等作業(yè)中,笛卡爾空間軌跡規(guī)劃能保證末端執(zhí)行器沿預設路徑勻速運動,提升作業(yè)質量。
伺服控制是運動控制的執(zhí)行環(huán)節(jié),通過伺服驅動器控制伺服電機的轉速與位置,實現(xiàn)關節(jié)的精準運動。伺服系統(tǒng)采用 PID 控制算法,結合前饋控制、自適應控制等先進控制策略,提高系統(tǒng)的響應速度與控制精度,同時抑制負載擾動、機械間隙等因素對運動精度的影響。在實際應用中,需根據(jù)作業(yè)需求優(yōu)化運動控制參數(shù),如在高速搬運作業(yè)中,提高伺服系統(tǒng)的響應速度;在精密裝配作業(yè)中,提升位置控制精度。掌握工業(yè)機器人運動控制技術,能深入理解機器人的運動規(guī)律,為實現(xiàn)復雜、高精度的作業(yè)任務提供技術支撐。

