Un Método de Supresión de Vibraciones Residuales Terminales de un Robot Basado en la Optimización de Trayectorias de Juntas
Autores: Liang, Liang; Wu, Chengdong; Liu, Shichang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un Método de Supresión de Vibraciones Residuales Terminales de un Robot Basado en la Optimización de Trayectorias de Juntas
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Vibración
Rendimiento del robot
Optimización de la trayectoria de las articulaciones
Supresión de vibraciones residuales
Parámetros dinámicos
Experimentos con robots industriales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
Los problemas de vibración se han convertido en uno de los factores más importantes que afectan el rendimiento de los robots. Con este fin, se propone un método de supresión de vibraciones residuales terminales basado en la optimización de la trayectoria de las juntas para mejorar la precisión y estabilidad del movimiento del robot. En primer lugar, basándose en las características de la no linealidad por fricción debido al acoplamiento de las juntas y la viabilidad física de los parámetros dinámicos, se utiliza un método de programación semidefinida para identificar parámetros dinámicos con un significado físico real, obteniendo así un modelo dinámico preciso. Luego, basado en el resultado del análisis en el dominio del tiempo de la vibración residual, se establece un modelo de optimización de la trayectoria de las juntas con el objetivo de minimizar el error de seguimiento de las juntas. Se utiliza el método de colocación de Chebyshev para discretizar el modelo de optimización. El modelo dinámico se utiliza como restricción de optimización, y se emplea la interpolación baricéntrica para obtener la trayectoria de movimiento de las juntas optimizada. Finalmente, experimentos con robots industriales demuestran que el método de supresión de vibraciones propuesto en este artículo puede reducir la amplitud máxima de aceleración de la vibración residual en un 62% y la duración de la vibración en un 71%. En comparación con el método de modelado de entrada, el método propuesto en este documento puede reducir la vibración residual terminal de manera más efectiva y garantizar la consistencia del tiempo de ejecución y la trayectoria.
Descripción
Los problemas de vibración se han convertido en uno de los factores más importantes que afectan el rendimiento de los robots. Con este fin, se propone un método de supresión de vibraciones residuales terminales basado en la optimización de la trayectoria de las juntas para mejorar la precisión y estabilidad del movimiento del robot. En primer lugar, basándose en las características de la no linealidad por fricción debido al acoplamiento de las juntas y la viabilidad física de los parámetros dinámicos, se utiliza un método de programación semidefinida para identificar parámetros dinámicos con un significado físico real, obteniendo así un modelo dinámico preciso. Luego, basado en el resultado del análisis en el dominio del tiempo de la vibración residual, se establece un modelo de optimización de la trayectoria de las juntas con el objetivo de minimizar el error de seguimiento de las juntas. Se utiliza el método de colocación de Chebyshev para discretizar el modelo de optimización. El modelo dinámico se utiliza como restricción de optimización, y se emplea la interpolación baricéntrica para obtener la trayectoria de movimiento de las juntas optimizada. Finalmente, experimentos con robots industriales demuestran que el método de supresión de vibraciones propuesto en este artículo puede reducir la amplitud máxima de aceleración de la vibración residual en un 62% y la duración de la vibración en un 71%. En comparación con el método de modelado de entrada, el método propuesto en este documento puede reducir la vibración residual terminal de manera más efectiva y garantizar la consistencia del tiempo de ejecución y la trayectoria.