探秘機器人“耍酷賣萌”背后隱藏技術(shù)

　　你有沒有這樣的感覺？在商場購物時，遇到“調(diào)皮可愛”的服務(wù)機器人時，特別想上去“調(diào)戲”它；或在工業(yè)展覽會上，看著做各種表演動作的機器人時，特別想觸摸它；又或在航模表演現(xiàn)場，望著翱翔在藍天上無人機夢想著自己也有一雙翅膀呢。我們感嘆人類的偉大，創(chuàng)造出了機器人這樣的“新物種”，但是我們是否做過這樣的思考——機器人“耍酷賣萌”的背后究竟是什么呢？

　　2016年，不簡單！在這一年，機器人行業(yè)實現(xiàn)了快速的發(fā)展。從猴年央視春節(jié)晚會上大放異彩的機器人舞蹈到現(xiàn)在遍地開花的各大機器人操作系統(tǒng)、控制系統(tǒng)企業(yè)，從全國各地的機器人大會、機器人論壇到機器人與互聯(lián)網(wǎng)運營、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的結(jié)合，我們驚奇的發(fā)現(xiàn)，機器人早已不是過去那個只會重復(fù)體力勞動的 “大笨熊”，而是越發(fā)的智能化和個性化。

　　現(xiàn)在，越來越多的機器人進入那些“百姓”企業(yè)，企業(yè)在歡慶的同時，也盤算著自己心里的“小九九”——機器人的控制系統(tǒng)性能如何呢？

　　就目前來講，業(yè)界尚沒有專門針對工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的性能測試標準，在機器人行業(yè)，提到性能規(guī)范，一般是針對整機而言。評價工業(yè)機器人整機性能的指標有很多，基于不同的的設(shè)計目的以及用途，其整機配件搭配、結(jié)構(gòu)設(shè)計以及參數(shù)調(diào)整也有所差異，控制系統(tǒng)只是其中的一個環(huán)節(jié)，發(fā)動機（伺服電機）、變速箱（減速器）、底盤/懸掛（結(jié)構(gòu)件）等對機器人整體的性能都有很大的影響。

　　所以，要做機器人的性能測試還是很復(fù)雜滴。不過，國標《GB/T12642-2001工業(yè)機器人性能規(guī)范及其試驗方法》中已經(jīng)有針對十幾種機器人的性能指標的界定標準，其中經(jīng)常提到的有三種：重復(fù)定位精度、位姿精度、軌跡精度。那么，我們想單獨測試機器人的控制系統(tǒng)該用哪種好呢？

　　一般來說，工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的性能可以由機器人的位姿精度和軌跡精度來間接表示。

　　位姿精度（Pose Accuracy）

　　機器人的位姿精度一般指位姿重復(fù)度。

　　機器人的位姿是指機器人相對于某一參考坐標系的位姿，其重復(fù)位姿精度是機器人的一項最重要的技術(shù)指標，該指標集中反映機器人的機電性能和使用效果，即機器人對同一指令位姿從同一方向重復(fù)響應(yīng)n次后實到位姿的一致程度。一般采用激光跟蹤儀進行位姿精度的測量，如下圖所示：

　　想要達到較高的位姿精度，需要控制系統(tǒng)提供以下功能：

　　●補償機械連桿的運動學(xué)參數(shù)誤差，如連桿加工誤差、裝配誤差、機械公差等；

　　●補償關(guān)節(jié)柔性及連桿柔性；

　　●提供高精度的機械零點標定功能。

　　軌跡精度（Path Accuracy）

　　機器人的軌跡精度，一般是指軌跡重復(fù)精度，表示機器人對同一軌跡指令重復(fù)n次時實到軌跡的一致程度。一般也采用激光跟蹤儀進行測試，讓機器人重復(fù)走某一條軌跡n次，然后取由n條軌跡組成的軌跡條橫切面的半徑。如下圖所示：

　　現(xiàn)在，一般采用模型的控制（Model Based Control）來提高軌跡精度。ABB公司對其Quick Move和True Move進行了對比演示，在使用模型控制后，可保證機器人在系統(tǒng)允許的任何速度下保持非常高的軌跡一致性。另外，想要達到較高的軌跡精度，對機器人進行關(guān)節(jié)摩擦補償也十分必要。

　　簡單了解如何檢測機器人控制系統(tǒng)的性能之后，有沒有感覺豁然開朗呢……