之前介绍了ABB工业机器人预定义的各种 运行模式 和 TuneMaster 一些功能,
比如:
ABB 工业机器人Motion Process Mode 各模式路径精度对比(二)
【ABB工业机器人】如何使用Tune Master 测基座的刚性及关节的共振频率
等。
这次我们来结合两者,理一下关于提升路径精度的一些方法
首先,先了解一下 Motion Process Mode 中的一些参数的含义。
以下是简短说明:
• Use Motion Process Mode Type - 选择用户模式下的预定义参数。
• Accset Acc Factor-更改加速度
• Accset Ramp Factor-更改加速度增减率
• Accset Fine Point Ramp Factor-更改***点的减速度增减率
• Joint Acc Factor - 修改特定关节的加速。
• World Acc Factor - 如为正,则激活动态世界加速,典型值为1,如为-1则停止。
• Geometric Accuracy Factor - 如果减少,则增加geometric***度。
• Dh Factor-更改路径的平顺度(有效的系统带宽)
• Df Factor-更改某一根轴的预测共振频率
• Kp Factor-更改某一根轴的位置控制器的等效增益
• Kv Factor-更改某一根轴的速度控制器的等效增益
• Ti Factor-更改某一根轴的积分时间
• Mounting Stiffness Factor X-I/O描述了x方向上的机器人底座刚度
• Mounting Stiffness Factor Y-I/O描述了y方向上的机器人底座刚度
• Mounting Stiffness Factor Z-I/O描述了z方向上的机器人底座刚度
注意
若 Motion Process Mode 参数设定有误,则可能造成振荡移动或扭矩,从而对机器
人造成损伤。
关于预定义的值:
如果机器人的类型不同,那么每种模式的预定义参数值也不相同。
对Optimal cycle time mode而言,通常所有预定义参数都会被设置成1.0。
对Low speed accuracy mode 和 Low speed stiff mode 而言,系统会以降低 AccSet 和 Dh参数的方式来提高移动的平顺度和路径的准确度,同时以更改Kv Factor、Kp Factor和Ti Factor的方式来提高伺服器的刚度。
某些机器人可能无法增大Low speed accuracy mode和Low speed stiff mode中的Kv Factor。在调节Kv Factor时,请始终小心行事和观察增大后的电机噪声等级,且采用的数值请勿超过达到相关应用要求时所需的数值。
若Kp Factor太高或Ti Factor太低,则都会因机械共振而使振动加剧。
Accuracy Mode 使用 World Acc Factor 且增加了 Geometric Accuracy Factor 以提升路径准确性。
由于Df Factor和Mounting Stiffness Factors的***佳值取决于具体的安装情况(比如安装机器人的底座的刚度),因此预定义模式下的这些参数会始终被设置成1.0。可用TuneMaster来优化这些参数。用户可在TuneMaster应用中找到更多信息,
此外还要注意Mounting Stiffness Factor的限制。
如果想尽量缩短周期时间
则宜采用运动进程模式 Optimal cycle time mode。
该模式通常为默认模式,用户仅需定义工具负载、有效负载和臂负载(若有)即可。一旦编写好机器人路径,ABB QuickMove 运动技术就会自动计算该路径上的***佳加速度和***佳速度,从而得出周期时间***短的时间优化型路径,于是便无需对加速度进行微调。
改善周期时间的***途径是更改相关路径的几何结构或处理工作空间的其它区域。若需进行此类优化,可通过RobotStudio中的模拟来开展此类优化。
如果需要增加路径准确度和减少振动
对大多数应用来说,Optimal cycle time mode可令路径准确度和振动方面的行为达到令人满意的程度,而其中依靠的就是 ABB TrueMove 运动技术。不过某些应用的确需通过修改机器人的微调来改进准确度。
一个方法是,使用RAPID程序中的TuneServo和AccSet指令做微调。
Motion Process Mode 可简化此应用程序的微调,且四个预定义模式在很多情况下应该都会很有用,无需进一步调整。
如果用户已测试过默认选择Optimalcycle time mode,并发现了各种精度问题,则通用的建议是:
验证是否恰当定义了工具负载、有效负载和臂负载。
确保所有工装设备均已固定牢靠,且工具具有足够的刚性。
通过 TuneMaster 检查机器人的底座。
TuneMaster 的作用是查找 Df Factor/Mounting Stiffness Factor 的***佳值。
系统随后会为使用的Motion Process Modes定义所得的Df Factor/Mounting Stiffness Factor。
*注意*
如果底座达不到相关要求,那么即使做了所述补偿,也仍不免在一定程度上削弱准确度。
如果底座刚性很差,那么可能就无法用Df Factor/Mounting Stiffness Factor 来解决相关问题。
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介绍给提成
如何进一步改善精度
对于切割应用,可使用 Advanced Shape Tuning and Accuracy mode/Low speed accuracy mode。毕竟动作模式也取决于机器人类型与具体的应用。
总的来说,对小型和中型机器人推荐使用Accuracy mode IRB 2400/2600),而Low speed accuracy mode 则推荐对大机器人使用。
如果路径准确性仍需提高,则可以用微调参数来调节准确性模:
示例:
- 调节Accuracy mode实现更好的准确性:
1) 减少World Acc Factor,例如从1到0.5。
2) 减少Dh Factor到0.5或更低。注意低值Dh factor可能会改变高速下的角区域。
- 调节Low speed accuracy mode实现更好的准确性:
1) 设置World Acc Factor为1,并设置Geometric Accuracy Factor为0.1。
2) 减少Dh Factor到0.5或更低。
如在切削应用中,编程设定的速度有时必须降低,以实现可能范围内的***好准确性。
例如,半径1 mm的圆圈不应编程设定高于20 mm/s的速度。
对于接触类应用,例如铣削和预压,推荐使用Low speed stiff mode此模式也对
某些低速应用中的大机器人适用(***大100 mm/s),其中对***小路径波动有要
求(如小于0.1mm)。注意此模式的伺服调节非常刚性,且有些情况下Kv Factor
可能由于电机震动和噪音需要降低。
如果需要减少***点的过界和振动,则请采用 Optimal cycle time mode,同时减少Accset Fine Point Ramp Factor或Dh Factor的值,直至问题得到解决为止。
结束精度度微调后若还需要减少周期时间,则可在程序的不同段中通过 RAPID 使用不同的运动进程模式。
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