本技術涉及工業機器人控制的,尤其是涉及一種工業機器人的多驅動在線聯合控制方法、系統及存儲介質。
背景技術:
1、隨著建筑工業化與智能化的深度融合,工業機器人逐漸成為行業發展的核心驅動力。從傳統建筑施工向自動化、智能化作業轉型,工業機器人憑借高精度、高效率、高安全性的優勢,廣泛應用于混凝土澆筑、構件安裝等場景。
2、相較于普通領域的工業機器人,對于建筑施工領域的工業機器人面臨更為復雜的作業環境與任務需求。普通領域的工業機器人多在結構化車間內執行重復性任務,環境穩定、負載固定。而對于建筑施工領域的工業機器人需在露天工地、高空作業平臺等非結構化場景中作業,不僅要應對惡劣天氣、地形變化等挑戰,還需完成搬運重型構件、復雜空間定位等高強度任務。這些差異要求對于建筑施工領域的工業機器人具備更強的環境適應性、更大的負載能力以及更可靠的動力傳輸系統,以保障作業的高效與安全。
3、在實際施工過程中,對于建筑施工領域的工業機器人常需搬運很重的建筑構件,對關節驅動系統的承載能力形成嚴峻考驗。若關節驅動力不足,不僅會導致作業效率低下,還可能引發構件掉落、設備傾覆等安全事故。因此,為確保施工安全與作業連續性,需在機器人關節處進行作用力富余設計。
技術實現思路
1、為了在機器人關節處實現作用力富余,本技術提供一種工業機器人的多驅動在線聯合控制方法、系統及存儲介質。
2、第一方面,本技術提供一種工業機器人的多驅動在線聯合控制方法,采用如下的技術方案:
3、一種工業機器人的多驅動在線聯合控制方法,包括如下步驟:
4、基于位于同一控制點的第一驅動器和第二驅動器,初始化所述第一驅動器和所述第二驅動器,在初始狀態下,控制所述第一驅動器向所述控制點輸出第一驅動功率,激活所述第二驅動器并處于預熱狀態,所述預熱狀態為所述第二驅動器向所述控制點輸出脈沖功率;
5、基于預設的控制動作,實時采集所述第一驅動器的電氣數據,當所述電氣數據符合預設的第一電氣模板數據時,采集機器人的姿態數據;根據所述姿態數據與預設的第一姿態模板數據計算出第一狀態值;
6、當所述姿態數據符合預設的第二姿態模板時,采集最新的所述電氣數據,根據最新的所述電氣數據與預設的第二電氣模板數據計算出第二狀態值;
7、根據所述第一狀態值與所述第二狀態值計算出綜合介入值;
8、若所述綜合介入值大于預設的介入參考值,則控制所述第二驅動器向所述控制點輸出第二驅動功率;
9、計算所述綜合介入值與所述介入參考值的介入差值;根據所述介入差值正相關調節所述第二驅動功率。
10、通過采用上述技術方案,控制點可為機器人的關節,在控制點出設置第一驅動器和第二驅動器,正常情況下,第一驅動器為控制點輸出功率完成操作工序,在第一驅動器工作的過程中,實時檢測第一驅動器的工作狀態;在第一驅動器驅動功率不足以完成施工工序的時候,讓始終處于預熱狀態的第二驅動器向控制點輸出第二驅動功率,支持控制點完成施工工序,在機器人關節處實現作用力富余,通過預留動力冗余,既能滿足重載作業需求,又能在突發過載或驅動部件性能衰減時,維持系統穩定運行。
11、可選地,方法還包括如下步驟:
12、以預設的第一變化速度控制所述第一驅動器的功率變化;
13、以預設的第二變化速度控制所述第二驅動器的功率變化;
14、獲取所述第一驅動器的第一額定功率與所述第二驅動器的第二額定功率;
15、計算所述第一額定功率和所述第二額定功率的額定功率差值;
16、根據所述額定功率差值反相關調節所述第一變化速度,所述額定功率差值越大,所述第一變化速度越??;所述額定功率差值越小,所述第一變化速度越大;
17、根據所述額定功率差值正相關調節所述第二變化速度;所述額定功率差值越大,所述第二變化速度越大;所述額定功率差值越小,所述第二變化速度越小。
18、通過采用上述技術方案,根據額定功率的差異控制第一驅動功率的變化曲線,當第一驅動功率比第二驅動功率大時,第一驅動功率變化地慢,讓第二驅動器介入時,利于讓物體的受力變化更平穩;第二驅動功率變化地快,讓第二驅動器介入時,讓物體的所受第二個力的調節更迅速,利于變化更平穩。
19、可選地,方法還包括如下步驟:
20、以預設的第一變化速度控制所述第一驅動器的功率變化;
21、以預設的第二變化速度控制所述第二驅動器的功率變化;
22、獲取所述第一驅動器的第一實時功率與所述第二驅動器的第二實時功率;
23、基于預設的第一時間窗口對所述第一實時功率進行濾波,基于預設的第二時間窗口對所述第二實時功率進行濾波;
24、計算所述第一實時功率和所述第二實時功率的實時功率差值;
25、根據所述實時功率差值反相關調節所述第一變化速度;所述實時功率差值越大,所述第一變化速度越小;所述實時功率差值越小,所述第一變化速度越大;
26、根據所述實時功率差值正相關調節所述第二變化速度;所述實時功率差值越大,所述第二變化速度越大;所述實時功率差值越小,所述第二變化速度越小。
27、通過采用上述技術方案,根據實時功率的差異控制第一驅動功率的變化曲線,第一驅動功率和第二驅動功率的變化速度能夠自適應于當前物體的實際情況,讓物體的受力調節更迅速,利于變化更平穩。
28、可選地,方法還包括如下步驟:
29、計算所述電氣數據符合預設的第一電氣模板數據時的第一到達時間;
30、根據所述第一到達時間反相關調節介入參考值;所述第一到達時間越短,所述介入參考值越大;所述第一到達時間越長,所述介入參考值越小。
31、通過采用上述技術方案,第一到達時間能夠反映第一驅動器的實際電氣情況,根據實際電氣情況調節介入參考值能夠讓第二驅動器的控制介入更能貼合實際的電氣情況。
32、可選地,方法還包括如下步驟:
33、計算所述姿態數據符合預設的第二姿態模板時的第二到達時間;
34、根據第二到達時間正相關調節所述脈沖功率的頻率;所述第二到達時間越短,所述脈沖功率的頻率越低;所述第二到達時間越長,所述脈沖功率的頻率越高。
35、通過采用上述技術方案,第二到達時間能夠反映第一驅動器的實際工作情況,根據實際工作情況調節脈沖功率的頻率,讓第二驅動器的控制介入更能快速,更貼合實際的工作情況。
36、可選地,方法還包括如下步驟:
37、根據所述第一到達時間和所述第二到達時間計算出綜合到達時間;
38、根據所述綜合到達時間正相關調節所述脈沖功率的大??;所述綜合到達時間越長,所述脈沖功率越大;所述綜合到達時間越短,所述脈沖功率越小。
39、通過采用上述技術方案,從第一驅動器的實際電氣情況和實際工作情況相結合的角度調節脈沖功率的大小,進一步利于讓第二驅動器的控制介入更能快速,更貼合實際的工作情況。
40、可選地,方法還包括如下步驟:
41、基于符合出廠合格參數的第一標準驅動器執行預設的控制動作,計算所述第一標準驅動器的所述電氣數據符合預設的第一電氣模板數據時的第一標準到達時間;
42、根據所述第一到達時間與所述第一標準到達時間的第一比值反相關調節所述第一時間窗口;所述第一比值越大,所述第一時間窗口越短;所述第一比值越小,所述第一時間窗口越長;
43、計算所述第一標準驅動器的所述姿態數據符合預設的第二姿態模板時的第二標準到達時間;
44、根據所述第二到達時間與所述第二標準到達時間的第二比值反相關調節所述第二時間窗口;所述第二比值越大,所述第二時間窗口越短;所述第二比值越小,所述第二時間窗口越長。
45、通過采用上述技術方案,第一比值越大,代表第一驅動器的執行動作時的控制功率越穩定,此時增長第一時間窗口,讓第一驅動器具有更穩定地變化幅度;讓第一驅動器加唄第二比值越大代表第一驅動器的動作越慢,因此需要縮短第二時間窗口,讓第二驅動器具有更適應實際情況的第二變化速度。
46、第二方面,本技術提供一種工業機器人的多驅動在線聯合控制系統,采用如下的技術方案:
47、一種工業機器人的多驅動在線聯合控制系統,包括處理器,所述處理器中執行如上述任意一項所述的工業機器人的多驅動在線聯合控制方法的步驟。
48、第三方面,本技術提供一種存儲介質,采用如下的技術方案:
49、一種存儲介質,所述存儲介質中存儲有程序,所述程序被處理器執行時實現上述任意一項所述的工業機器人的多驅動在線聯合控制方法的步驟。
50、綜上所述,本技術包括以下至少一種有益技術效果:
51、正常作業時,第一驅動器獨立輸出功率完成操作,第二驅動器處于預熱狀態并輸出脈沖功率,確保其隨時可介入。當第一驅動器功率不足(通過電氣數據與姿態數據判斷)時,第二驅動器迅速輸出額定功率,實現“動力冗余”,避免因單一驅動失效導致作業中斷??刂泣c(如機器人關節)設置雙驅動器,通過功率協同實現“作用力富余”,使關節運動更平穩,減少因驅動不足導致的振動或精度偏差。
52、計算第一、二驅動器的額定功率差值,反相關調節第一驅動功率變化速度(差值越大,變化越慢),正相關調節第二驅動功率變化速度(差值越大,變化越快)。若第一驅動功率遠大于第二驅動功率(如主驅動為大功率電機,輔助驅動為小功率),則主驅動功率緩慢變化,避免突然卸載導致物體受力突變;輔助驅動快速介入,補償功率缺口,確保受力平穩。