Copley驅(qū)動(dòng)器運(yùn)動(dòng)參數(shù)讀取實(shí)驗(yàn)|加工中心
4.6Copley驅(qū)動(dòng)器運(yùn)動(dòng)參數(shù)讀取實(shí)驗(yàn)由于Delta機(jī)器人使用的直驅(qū)力矩電機(jī)精度較高,，其旋轉(zhuǎn)編碼器的精度高達(dá)405000c〇Unt,—般的伺服驅(qū)動(dòng)器難以達(dá)到如此高的控制精度，Copley驅(qū)動(dòng)器是使用成熟的一類(lèi)高性能驅(qū)動(dòng)器,，其交流伺服驅(qū)動(dòng)器體積緊湊,、輸出功率大并滿(mǎn)足所需的高精度控制要求,，所以選擇了Copley交流伺服驅(qū)動(dòng)器對(duì)高精度直驅(qū)力矩電機(jī)進(jìn)行PID控制。為了對(duì)三種方法軌跡規(guī)劃程序結(jié)果的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行驗(yàn)證,，從驅(qū)動(dòng)器中讀取了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行參數(shù),，并與仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。實(shí)驗(yàn)中,，物體釋放（時(shí)間為0.6S)處沒(méi)有時(shí)間間隔,，末端抓取物體質(zhì)量約為1千克（實(shí)際抓取物體質(zhì)量大于1千克），運(yùn)行速度60次/分。其中,，紅色實(shí)線(xiàn)為仿真計(jì)算得到的擬合曲線(xiàn),，綠色實(shí)線(xiàn)為驅(qū)動(dòng)器指令曲線(xiàn)，黑色虛線(xiàn)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)際運(yùn)行曲線(xiàn),，紫紅色虛線(xiàn)為沒(méi)有末端物體質(zhì)量時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)際力矩曲線(xiàn),。4.6.1關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃實(shí)驗(yàn)參數(shù)讀取圖4-4為關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃結(jié)果對(duì)機(jī)器人進(jìn)行實(shí)際控制得到的位移-速度實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn),由圖可知，左右驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)際位移跟隨仿真擬合曲線(xiàn),，左驅(qū)動(dòng)電機(jī)在物體釋放位置（0.6S附近）出現(xiàn)微小的位移過(guò)沖,，在返回抓取位置時(shí)，左驅(qū)動(dòng)電機(jī)有微小的欠位移,；右驅(qū)動(dòng)電機(jī)在物體釋放位置出現(xiàn)微小的欠位移,，在返回抓取位置時(shí)，右驅(qū)動(dòng)電機(jī)出現(xiàn)微小的位移過(guò)沖,。左右驅(qū)動(dòng)器速度指令曲線(xiàn)跟隨仿真擬合曲線(xiàn)并在其附近抖動(dòng),，在返回抓取位置時(shí)，左驅(qū)動(dòng)電機(jī)速度指令曲線(xiàn)不為零,，右驅(qū)動(dòng)電機(jī)速度指令曲線(xiàn)出現(xiàn)過(guò)沖,；左右驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)際速度曲線(xiàn)跟隨指令速度曲線(xiàn)，實(shí)際速度峰值大于仿真擬合曲線(xiàn)速度峰值,，在返回抓取位置時(shí),，右驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)際速度曲線(xiàn)出現(xiàn)過(guò)沖。圖4-5為關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃結(jié)果對(duì)機(jī)器人進(jìn)行實(shí)際控制得到的驅(qū)動(dòng)電機(jī)力矩實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn),，選取仿真擬合曲線(xiàn)力矩峰值為80W.m,。由圖可知，左右驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)際力矩曲線(xiàn)與指令力矩曲線(xiàn)重合,，實(shí)際力矩曲線(xiàn)與擬合力矩曲線(xiàn)趨勢(shì)大體相同,，在物體抓取階段（0至0.1S附近），左右實(shí)際保持力矩均小于仿真擬合力矩峰值,，在運(yùn)行階段,，左右實(shí)際力矩峰值較仿真擬合力矩曲線(xiàn)峰值分別高出大約30A^m、lOA^.m,，在返回抓取位置時(shí),，左右實(shí)際力矩曲線(xiàn)均有不同程度的抖動(dòng)，左右實(shí)際力矩峰值較未施加末端質(zhì)量時(shí)的實(shí)際力矩峰值高出大約60A^m,、40A^m,可見(jiàn)末端執(zhí)行器抓取物體質(zhì)量對(duì)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)際力矩曲線(xiàn)影響很大,。4.6.2工作空間軌跡規(guī)劃實(shí)驗(yàn)參數(shù)讀取圖4-6為工作空間軌跡規(guī)劃結(jié)果對(duì)機(jī)器人進(jìn)行實(shí)際控制得到的位移-速度實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn),由圖可知，左右驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)際位移跟隨仿真擬合曲線(xiàn),，部分位移曲線(xiàn)段跟隨性較差,，左驅(qū)動(dòng)電機(jī)在物體釋放位置（0.6S附近）出現(xiàn)微小的位移過(guò)沖；右驅(qū)動(dòng)電機(jī)在物體釋放位置出現(xiàn)微小的欠位移，在返回抓取位置時(shí),，右驅(qū)動(dòng)電機(jī)出現(xiàn)微小的位移過(guò)沖,。左右驅(qū)動(dòng)器速度指令曲線(xiàn)與仿真擬合速度曲線(xiàn)有較大差距，左驅(qū)動(dòng)電機(jī)速度指令曲線(xiàn)峰值大小與擬合曲線(xiàn)速度峰值大小相差大約并且左驅(qū)動(dòng)電機(jī)速度指令曲線(xiàn)與仿真擬合曲線(xiàn)之間的跟隨性較差,，在返回抓取位置時(shí),，左驅(qū)動(dòng)電機(jī)速度指令曲線(xiàn)不為零；右驅(qū)動(dòng)電機(jī)速度指令曲線(xiàn)峰值大小與擬合曲線(xiàn)速度峰值大小相差大約并且右驅(qū)動(dòng)電機(jī)速度指令曲線(xiàn)有較大的抖動(dòng),，與仿真擬合曲線(xiàn)之間的跟隨性較差,，在返回抓取位置時(shí),右驅(qū)動(dòng)電機(jī)速度指令曲線(xiàn)出現(xiàn)過(guò)沖。左右驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)際速度曲線(xiàn)跟隨指令速度曲線(xiàn),，由于驅(qū)動(dòng)電機(jī)性能及其負(fù)載限制,，左驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)際速度曲線(xiàn)峰值大小與指令速度曲線(xiàn)峰值大小相差較大約為在返回抓取位置時(shí)，左驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)際速度曲線(xiàn)不為零,，右驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)際速度曲線(xiàn)出現(xiàn)過(guò)沖，左右驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)際速度曲線(xiàn)峰值大小均大于擬合曲線(xiàn)速度峰值大小,。圖4-7為工作空間軌跡規(guī)劃結(jié)果對(duì)機(jī)器人進(jìn)行實(shí)際控制得到的力矩實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn),，選取仿真擬合曲線(xiàn)力矩峰值為lOOW.m。由圖可知,，在物體抓取階段（0至0.1S附近）,，左右實(shí)際保持力矩均小于仿真擬合保持力矩。在0.6S附近,，由于驅(qū)動(dòng)電機(jī)峰值力矩限制,，左驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)際力矩曲線(xiàn)峰值不能達(dá)到指令力矩曲線(xiàn)峰值，并且,，實(shí)際力矩曲線(xiàn)維持在驅(qū)動(dòng)電機(jī)力矩峰值,，其余擬合曲線(xiàn)段，實(shí)際力矩曲線(xiàn)與指令力矩曲線(xiàn)重合,，左實(shí)際力矩曲線(xiàn)與擬合力矩曲線(xiàn)趨勢(shì)大體相同,，但峰值力矩大小相差較大約為60W*m;右驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)際力矩曲線(xiàn)與指令力矩曲線(xiàn)重合，在0.6S至0.8S附近,，實(shí)際力矩曲線(xiàn)抖動(dòng)較大,，幾乎為整個(gè)運(yùn)行周期的波峰和波谷，在此階段,，實(shí)際力矩曲線(xiàn)性能較差,，可能會(huì)引起機(jī)器人手臂的自激振蕩，右實(shí)際力矩曲線(xiàn)與擬合力矩曲線(xiàn)趨勢(shì)有一定差距,，并且,，峰值力矩大小相差較大約為45W.m。在返回抓取位置時(shí)，左右實(shí)際力矩曲線(xiàn)均有不同程度的抖動(dòng),，左右買(mǎi)際力矩峰值大小較未施加末端質(zhì)量時(shí)的買(mǎi)際力矩峰值大小尚出大約30N•m,、圖4-8為混合空間軌跡規(guī)劃結(jié)果對(duì)機(jī)器人進(jìn)行實(shí)際控制得到的位移-速度實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn),由圖可知，左右驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)際位移曲線(xiàn)跟隨仿真擬合曲線(xiàn),，并且左右驅(qū)動(dòng)電機(jī)的位移曲線(xiàn)跟隨性均較好,，左驅(qū)動(dòng)電機(jī)在物體釋放位置（0.6S附近）出現(xiàn)微小的位移過(guò)沖，在返回抓取位置時(shí),，左驅(qū)動(dòng)電機(jī)有微小的欠位移,；右驅(qū)動(dòng)電機(jī)在物體釋放位置沒(méi)有出現(xiàn)欠位移或位移過(guò)沖，在返回抓取位置時(shí),，右驅(qū)動(dòng)電機(jī)有微小的位移過(guò)沖,。左右驅(qū)動(dòng)器速度指令曲線(xiàn)跟隨仿真擬合曲線(xiàn)并稍有抖動(dòng)，并且左右驅(qū)動(dòng)電機(jī)的速度曲線(xiàn)跟隨性均較好,，速度指令曲線(xiàn)峰值大小與仿真擬合曲線(xiàn)速度峰值大小接近,，在返回抓取位置時(shí)，左驅(qū)動(dòng)電機(jī)速度指令曲線(xiàn)不為零,，右驅(qū)動(dòng)電機(jī)速度指令曲線(xiàn)出現(xiàn)過(guò)沖,；左右驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)際速度曲線(xiàn)跟隨指令速度曲線(xiàn)，實(shí)際速度峰值稍大于仿真擬合曲線(xiàn)速度峰值,，并且,，實(shí)際速度曲線(xiàn)抖動(dòng)較小，在返回抓取位置時(shí),，左右驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)際速度曲線(xiàn)均出現(xiàn)不同程度的過(guò)沖,。圖4-9為混合空間軌跡規(guī)劃結(jié)果對(duì)機(jī)器人進(jìn)行實(shí)際控制得到的力矩實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)，選取仿真擬合曲線(xiàn)力矩峰值為90W.m,。由圖可知,，左右驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)際力矩曲線(xiàn)與指令力矩曲線(xiàn)重合，實(shí)際力矩曲線(xiàn)與擬合力矩曲線(xiàn)趨勢(shì)大體相同,，在物體抓取階段（0至0.1S附近）,，左右實(shí)際保持力矩均小于仿真擬合力矩峰值，在運(yùn)行階段,，左實(shí)際力矩峰值較仿真擬合力矩曲線(xiàn)峰值高約右實(shí)際力矩峰值與仿真擬合力矩曲線(xiàn)峰值大體相同,，在返回抓取位置時(shí)，左右實(shí)際力矩曲線(xiàn)均有不同程度的抖動(dòng),，左右實(shí)際力矩峰值較未施加末端質(zhì)量時(shí)的實(shí)際力矩峰值高出大約40W.m,、30W.m?？偨Y(jié),，關(guān)節(jié)空間和混合空間軌跡規(guī)劃結(jié)果對(duì)機(jī)器人進(jìn)行實(shí)際控制,，得到的實(shí)際位移-速度曲線(xiàn)跟隨對(duì)應(yīng)的仿真擬合曲線(xiàn)效果較好，而工作空間軌跡規(guī)劃結(jié)果對(duì)機(jī)器人進(jìn)行實(shí)際控制,，得到的實(shí)際位移-速度曲線(xiàn)跟隨仿真擬合曲線(xiàn)效果相對(duì)較差,，關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃結(jié)果的實(shí)際控制角速度曲線(xiàn)峰值稍大于混合空間軌跡規(guī)劃結(jié)果的實(shí)際控制角速度曲線(xiàn)峰值，工作空間軌跡規(guī)劃結(jié)果的實(shí)際控制角速度峰值大于其他兩種軌跡規(guī)劃結(jié)果的實(shí)際控制角速度峰值,。關(guān)節(jié)空間和混合空間軌跡規(guī)劃結(jié)果對(duì)機(jī)器人進(jìn)行實(shí)際控制,，得到的實(shí)際力矩曲線(xiàn)峰值相近，均小于工作空間軌跡規(guī)劃結(jié)果對(duì)機(jī)器人進(jìn)行實(shí)際控制得到的實(shí)際力矩曲線(xiàn)峰值,因此,，關(guān)節(jié)空間和混合空間的軌跡規(guī)劃方法更有利于提高機(jī)器人的實(shí)際運(yùn)行速度,，并且，工作空間軌跡規(guī)劃法得到的實(shí)際控制力矩曲線(xiàn)峰值達(dá)到了力矩電機(jī)的實(shí)際峰值力矩,，甚至,，命令力矩曲線(xiàn)峰值超出了力矩電機(jī)的實(shí)際峰值力矩，相對(duì)于其他兩種軌跡規(guī)劃方法,，工作空間軌跡規(guī)劃方法不利于機(jī)器人的實(shí)際控制,，實(shí)際測(cè)試結(jié)果與理論研宄結(jié)果相符。對(duì)三種軌跡規(guī)劃結(jié)果得到的實(shí)際力矩進(jìn)行分析可知,，在0到0.1S的力矩保持階段,，實(shí)測(cè)力矩均小于仿真力矩，在機(jī)器人的運(yùn)行階段,，實(shí)測(cè)力矩均大于仿真力矩,，分析誤差主要有以下原因：力矩曲線(xiàn)是根據(jù)Copley驅(qū)動(dòng)器中電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流轉(zhuǎn)換得到,，選取的力矩常數(shù)是該電機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù),，與實(shí)際參數(shù)之間會(huì)有百分之十以?xún)?nèi)的誤差。⑵機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型是簡(jiǎn)化的動(dòng)力學(xué)模型,，省略了對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)動(dòng)力學(xué)參數(shù)影響較小的桿件的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能,。⑶機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型中，沒(méi)有考慮較為復(fù)雜的各關(guān)節(jié)之間的摩擦對(duì)所需驅(qū)動(dòng)電機(jī)動(dòng)力學(xué)性能的影響,。⑷實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,，機(jī)器人末端執(zhí)行器抓取物體實(shí)際質(zhì)量為1.075千克，大于理論計(jì)算中的1千克,。由于加工和手工裝配等方面的誤差,，手臂的實(shí)際質(zhì)量應(yīng)大于動(dòng)力學(xué)模型中使用的質(zhì)量，并且實(shí)測(cè)的下端桿件的關(guān)節(jié)軸承軸心距稍大于設(shè)計(jì)尺寸,。由于手工裝配等方面的誤差,，機(jī)構(gòu)中兩個(gè)平行四桿機(jī)構(gòu)并不能保證絕對(duì)平行，在機(jī)器人的高速運(yùn)行過(guò)程中會(huì)存在內(nèi)力損耗,。本文采摘自“高速并聯(lián)工業(yè)機(jī)械手臂分析設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”,，因?yàn)榫庉嬂щy導(dǎo)致有些函數(shù),、表格、圖片,、內(nèi)容無(wú)法顯示,，有需要者可以在網(wǎng)絡(luò)中查找相關(guān)文章！本文由海天精工整理發(fā)表文章均來(lái)自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考,，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明,！