Language
Country/Area
No result found
От ошибки к точности: как управление силой может компенсировать несовершенство окружающей среды?
Управление силой становится все более важным в машиностроении, промышленности и сфере обслуживания роботов. Основной целью этой технологии управления является безопасность, она может эффективно предотвращать случайные столкновения между людьми и машинами, тем самым уменьшая ущерб и травмы. Во многих случаях движение робота может быть заблокировано препятствиями, поэтому применение контроля силы имеет решающее значение.
Контроль силы позволяет избежать повреждения оборудования и заготовок за счет регулирования силы контакта между машиной и окружающей средой или заготовкой, а также снижает вероятность травм персонала во время работы.
Традиционное управление движением добавляет переменные манипуляции для исправления ошибок положения, когда путь неверен. Но такой подход может иметь непредвиденные последствия и даже привести к повреждению оборудования или нестабильной рабочей среде. Поэтому появление систем контроля силы призвано избежать этих потенциально опасных ситуаций за счет ограничения максимальной силы машины.
При обработке неровные детали часто вызывают проблемы. Например, при применении контроля положения инструмент может слишком глубоко войти в поверхность или потерять контакт с заготовкой. В этом случае применение технологии контроля силы особенно важно, поскольку она обеспечивает равномерный съем материала за счет стабильной контактной силы.
Область применения
Приложения силового контроля можно разделить на задачи со значительным контактом и задачи с потенциальным контактом. В важных контактных задачах контакт машины с окружающей средой или заготовкой является основным компонентом задачи, и такие задачи часто включают механическую деформацию и обработку поверхности. В задачах, связанных с потенциальным контактом, машина должна иметь возможность избегать чрезмерных контактных усилий в динамичных средах.
Управление усилием широко используется в машиностроительных операциях, таких как шлифовка, полировка и удаление заусенцев, а также в процессах, контролируемых усилием, таких как управление соединением, изгибом и запрессовкой заклепок в предварительно отформованные отверстия.
Кроме того, управление силой можно использовать для сканирования неизвестных поверхностей. Контактное давление можно поддерживать на относительно стабильном уровне, что позволяет контролировать положение и перемещать сканирующую головку. Применение этого метода может помочь детально описать геометрию поверхности и дополнительно повысить точность обработки.
Технологическое развитие
Технология управления силой берет свое начало с 1980 года, когда Джон Кеннет Солсбери из Стэнфордского университета предложил концепцию активного управления жесткостью. Со временем управление силой подвергалось интенсивным исследованиям и разработкам. Особенно с развитием сенсорных технологий и алгоритмов управления, управление силой стало использоваться все более и более широко.
Современные контроллеры машин могут выполнять одномерное управление силой в реальном времени с временем цикла менее 10 миллисекунд, что указывает на то, что технология управления силой уже давно достигла зрелости.
При контроле силы решающее значение имеет точное измерение силы контакта. Традиционные методы прямого измерения сосредоточены на использовании датчиков силы/крутящего момента для получения текущей контактной силы, в то время как другим экономичным вариантом является косвенное получение этих данных путем оценки тока двигателя во время управления движением. Такой подход не только снижает затраты, но и снижает риск отказа датчика.
Концепция управления
Различные концепции контроля, используемые при силовом контроле, в основном включают прямой силовой контроль и косвенный контроль. Целью прямого управления силой является установка требуемой контактной силы с четким значением, в то время как косвенное управление обычно повышает гибкость и отзывчивость машины за счет регулирования импеданса машины. В конкретной реализации эти два метода контроля часто дополняют друг друга, и лучшая технология контроля выбирается на основе текущих условий окружающей среды.
В будущем технологии управления силами, вероятно, будут играть более важную роль в большем количестве областей, таких как медицинские роботы, сервисные роботы и их совместные приложения. Полностью автоматизированное управление усилием обеспечивает безопасность и стабильность при работе с людьми и другими машинами. Благодаря постоянному развитию технологий этот метод управления поможет использовать более сложные сценарии применения, тем самым повышая общую эффективность работы. Независимо от того, столкнетесь ли вы с динамичной средой или с различными техническими требованиями, потребуется время, чтобы проверить, сможет ли машина успешно преодолеть эти проблемы?
