Introducción:¿Qué es el control de posición? El control de posición es un método de control más común en el campo del control industrial, generalmente utilizado en el control del movimiento de posición de equipos mecánicos, como máquinas herramienta y brazos robóticos, etc. En muchos equipos mecánicos de alta gama, es necesario utilizar el control de posición. En este artículo, tomaremos el control de posición del brazo robótico para realizar la introducción del contenido relevante.
Un brazo robótico es un tipo común de robot de fabricación que se asemeja a un brazo humano, con varias partes que son muy similares al hombro, codo y muñeca humanos, y puede guiarse para realizar varias operaciones como un brazo humano. Dado que el hombro humano está fijado al cuerpo, el "hombro" del brazo está montado sobre una base fija, mientras que el resto del brazo puede moverse en diferentes direcciones.
El control de posición del brazo es para asegurar que el brazo alcance la posición deseada sin desviarse, y es una función importante del brazo. Las articulaciones de un brazo robótico son accionadas generalmente por motores, y el operador puede controlar el brazo controlando los motores en las articulaciones a través de una computadora. Dado que los motores se mueven en incrementos controlados, es posible hacer que el brazo robótico se mueva repetidamente de una manera muy precisa, con un alto grado de precisión y confiabilidad. En la siguiente sección, presentaremos brevemente el principio del control de posición del brazo robótico y el método de control de posición del brazo robótico.
Principio de control de la posición del brazo robótico
Para controlar la posición del brazo robótico, necesitamos utilizar el motor para generar un par electromagnético en cualquier momento para estabilizar el momento gravitacional del brazo robótico. Cuando el brazo de control alcanza la posición especificada, la velocidad del motor es cero y está en estado de bloqueo, y el par de salida es el par de bloqueo. Debido a los diferentes voltajes de armadura, el par de bloqueo del motor también es diferente, y el control del par de bloqueo del motor se puede realizar completamente cambiando el voltaje de armadura, logrando así el control de la posición del brazo robótico.
Flujo de señal del control de posición del brazo mecánico. En primer lugar, la entrada del valor dado al sistema debe completarse a través del botón de la parte de interacción hombre-computadora, que incluye los dos contenidos de información de la posición especificada y la dirección de rotación, y luego el DSP calcula la cantidad de control de avance que debe agregarse al motor de acuerdo con la entrada de posición especificada, e ingresa la onda de señal PWM y la señal de dirección al motor para impulsar el circuito. Al mismo tiempo, el disco de código detecta el ángulo actual y lo retroalimenta al DSP, que luego realiza el control PID de acuerdo con la diferencia entre la posición actual y la posición especificada, y ajusta la onda de señal PWM de salida y la señal de dirección. Además, la pantalla de cristal líquido en la parte de interacción hombre-computadora es responsable de la visualización en tiempo real de la información en el proceso de control.
Métodos de control de posición del brazo mecánico
1, control de avance más tres bucles
Este método de control de posición se basa en el control de retroalimentación de tres bucles, agregando un valor de comando de avance. El controlador generalmente necesita ejecutarse en modo CSP, el método de generación de valor de avance tiene dos tipos, uno es que el controlador todavía solo envía la posición de comando al brazo robótico, el controlador genera el valor de velocidad de avance y el valor de aceleración de avance a través de la diferencia; el segundo es que el controlador no solo envía la posición de comando, sino que también envía el valor de sesgo de velocidad de avance y el valor de sesgo de par de avance al controlador. Este método permite que el brazo robótico tenga capacidad de respuesta dinámica.
2, control servo de retroalimentación de tres bucles
Este método de control de posición es familiar. En este momento, todo el control se realiza en el controlador, que genera un par de acuerdo con la posición de comando, de modo que el brazo robótico esté bien rastreado hasta la posición de comando, y el controlador es solo un planificador de trayectoria responsable de enviar la posición de comando al controlador. Este método tiene una alta precisión en el estado estable y una fuerte capacidad antiinterferencia, lo que puede garantizar la precisión de posicionamiento repetida del brazo robótico, pero su rendimiento dinámico es relativamente pobre, por ejemplo, el retraso de tiempo entre la curva de posición ordenada y la curva de posición real es grande.
3, control no lineal
Los dos primeros métodos de accionamiento funcionan bajo control de posición, mientras que este método se encuentra en el modo de par o corriente del accionamiento, aplicando parte de la teoría de control moderna de los métodos de control no lineal. El controlador calcula el valor del par directamente de acuerdo con la posición ordenada y lo envía al accionamiento, lo que debilita el accionamiento en un módulo amplificador de potencia, mientras que el controlador solo puede considerarse como un control de movimiento. Esto se puede utilizar en el método de control del método de par calculado, linealización de retroalimentación y algunos métodos de control adaptativo.
Al examinar el artículo anterior, puede aprender que el control de posición del brazo robótico se puede realizar mediante control de avance más control de tres bucles, control servo de retroalimentación de tres bucles y métodos de control no lineal. El control de posición del brazo robótico es para garantizar que el brazo robótico pueda alcanzar la posición deseada sin desviación, pero también el brazo robótico se usa más comúnmente como método de control, las articulaciones del brazo robótico generalmente son impulsadas por el motor, el operador puede controlar el brazo robótico a través del control de computadora de las articulaciones del motor para controlar el brazo robótico, con el fin de lograr una mayor precisión del movimiento del desplazamiento. Siga a Jiezhong Robotics para obtener más información sobre el conocimiento y la aplicación del control de posición del brazo robótico.