工業機器人的實時高精度路徑跟蹤與軌跡規劃

葉俊+朱婷+歸宇

摘 要 現階段，人們對工業機器人的性能要求逐漸提高，只有這樣才能提高現代化工藝生產質量與效率。工業機器人系統具有較強的非線性、強耦合性特點，將工業機器人通過高復雜系統的形式進行操作，并將其中的動力學特點體現出來，保證工業機器人可以正常使用。然而，工業機器人在實際運行期間常常會因為多種原因影響著機器人的控制性能，導致其不能正常運行下去。要想從根本上解決這一問題，就應該加強工業機器人高度高精度的控制，只有這樣才能保證工業機器人可以正常運行下去。基于此，本文對鷗工業機器人的實時高精度路徑跟蹤與軌跡規劃進行了簡單的研究。

【關鍵詞】工業機器人 實時 高精度 路徑跟蹤

隨著社會不斷的發展，我國現代化科學技術水平逐漸提高，工業機器人在各個領域中得到了廣泛應用，實現現代工業發展。工業機器人是現代工業中重要組成部分，對于現代化工業的發展來說起到了非常重要的作用。縣手部路徑跟蹤和關節軌跡規劃是工業機器人中重要組成部分，在實際應用期間可以在整個機器人路徑上添加對應的節點數量，做好節點路徑分段處理工作，只有這樣才能提高工業機器人的手部跟蹤路徑，保證路徑節點的準確度。

1 工業機器人概述

工業機器人是現代工業中重要組成部，主要由機械本體、控制器、監測傳感器等部分組成，在實際應用期間可以通過仿真操作、可自動化控制、重復編程的形式開展各項工作任務，只有這樣才能實現各項任務的一體化設備，從而保證工業機器人可以正常運行下去。現階段，我國工藝機器人主要在汽車零部件制造、電子電器加工、食品加工等各個領域中得到了廣泛的應用，只有這樣才能提升各個領域生產工作質量與效率。

我國工業在發展過程中生產出來的工業機器人產品與一些發達國家相比存在著很大的差距，主要體現在精準度定位、運行速度控制、機械載荷方面，要想從根本上解決這一問題，就應該加強對工業機器人的控制，將現有的生產方案創新、完善，只有這樣才能促進我國現代工業快速發展，提高工業機器人的生產質量與效率，實現高度、高精度、智能的生產發展。

2 工業機器人實時高精度路徑跟蹤與關節規劃的規劃

手部路徑跟蹤與關節軌跡是工業機器人中重要組成部分，做好工業機器人的控制工作，減輕工業機器人中計算機控制在線負擔，從而保證工業機器人可以正常的運行下去。首先，工業機器人在實際運行期間，可以通過在線控制的形式將工業機器人坐標空間關節進行合理控制，并在坐標空間設置對應的節點，在節點設置完成之后還要做好節點坐標的定位工作，并通過擬合的形式對其中的節點進行控制，只有這樣才能形成一個全新的關節軌跡。其次，在對節點控制期間，還要沿著指定的關節軌跡進行運動，從而提升關節運動效果，保證其可以正常的運行下去。當工業機器人中的節點數量逐漸增加時，工業機器人的整個路徑跟蹤的精準度也會有所提高，從而增加關節軌跡的分段數量，提高關節觀點的自身的運動量。

工業機器人在實際運行期間，手部的路徑跟蹤精準度提升，那么整個機器人的首位兩端路徑節點就會有所下降，如果節點下降現象控制不及時，那么整路徑節點就會出一定的弊端，嚴重影響了工業機器人的正常運行。因此，在工業機器人實際運行期間，應該做好機器人首尾節點的控制工作，并在首尾節點中安裝對應的正弦函數與余弦函數，并將其中的結構通過一乘積的形式展現出來，只有這樣才能保證工業機器人的控制工作可以順利進行下去。比如說，O0-X0Y0Z0為工業機器人的基礎坐標，那么手部路徑是工業機器人的起點位置，并將其設置成P0，那么起點到尾部的條件就會設置成Pn，只有這樣才能得出（n+1）節點，其中P0，P1節點就會通過路徑分段的形式進行計算，得出工業機器人中的Qj0到終點Qjn的位置會通過整段軌跡的形式進行分段處理，保證工業機器人實時高精度路徑跟蹤與關節規劃工作可以順利 進行下去。

3 工業機器人實時高精度路徑跟蹤與關節規劃的超調性及振蕩性

3.1 超調性

對于工業機器人實時高精度路徑跟蹤與關節規劃來說，其在實際進行期間可以將關節坐標中的界值體現出來，并將其控制在整個工業機器人中的中間部位，并根據工業機器人的運行現狀做好坐標曲線的控制工作，將其中的拐點體現出來，只有這樣才能保證工業機器人實時高精度路徑跟蹤與關節規劃工作可以順利進行下去。當工業機器人實時高精度路徑跟蹤與關節規劃中的節點數值較小時，那么整個機器人能的節點軌跡就會通過一個全新的形式展現出來，只有這樣才能保證節點軌跡不會發生超調的現象發生。

3.2 振蕩性

對于工業機器人實時高精度路徑跟蹤與關節規劃的震蕩性來說，其在實際規劃期間要做好關節軌跡的控制工作，并通過附加的形式為整個關節軌跡添加節點，只有這樣才能提升工業機器人實時高精度。對于其中的震蕩性特點來說，還應該做好節點坐標值的限制工作，減少振蕩現象的發生，降低振蕩幅度，從而保證工業機器人實時高精度路徑跟蹤與關節規劃工作可以順利 進行下去。

3 總結

本文對工業機器人實時高精度路徑跟蹤與關節規劃工作進行了簡單的研究，文中還存在著一定的不足，希望我國專業技術人員加強對工業機器人實時高精度路徑跟蹤與關節規劃工作的研究，只有這樣才能保證工業機器人可以在各個領域中得到廣泛的應用，采集我國工業快速發展。

參考文獻

[1]儲婷婷.基于多軸耦合同步控制的機器人高精度軌跡跟蹤方法研究[D].哈爾濱工業大學，2015.

[2]周巍.煤礦井下搜救探測機器人的路徑規劃及軌跡跟蹤控制研究[D].太原理工大學，2011.

[3]鐘練宗.基于分布式異步測量的傳感器網絡機器人協同控制[D].華南理工大學，2011.

[4]楊慧媛.基于增強學習的優化控制方法及其在移動機器人中的應用[D].國防科學技術大學，2014.

[5]鄭佳奇，熊禾根，陶永，林遠長，王田苗，何國田.魯棒性迭代學習控制在去毛刺機器人軌跡跟蹤中的應用[J].高技術通訊，2015（12）：1062-1068.

作者單位

1.武漢職業技術學院 湖北省武漢市 430000

2.國網浙江省電力公司湖州供電公司 浙江省湖州市 313100