探秘機器人“耍酷賣萌”背后隱藏技術

　　你有沒有這樣的感覺？在商場購物時，遇到“調皮可愛”的服務機器人時，特別想上去“調戲”它；或在工業展覽會上，看著做各種表演動作的機器人時，特別想觸摸它；又或在航模表演現場，望著翱翔在藍天上無人機夢想著自己也有一雙翅膀呢。我們感嘆人類的偉大，創造出了機器人這樣的“新物種”，但是我們是否做過這樣的思考——機器人“耍酷賣萌”的背后究竟是什么呢？

　　2016年，不簡單！在這一年，機器人行業實現了快速的發展。從猴年央視春節晚會上大放異彩的機器人舞蹈到現在遍地開花的各大機器人操作系統、控制系統企業，從全國各地的機器人大會、機器人論壇到機器人與互聯網運營、大數據等新興技術的結合，我們驚奇的發現，機器人早已不是過去那個只會重復體力勞動的 “大笨熊”，而是越發的智能化和個性化。

　　現在，越來越多的機器人進入那些“百姓”企業，企業在歡慶的同時，也盤算著自己心里的“小九九”——機器人的控制系統性能如何呢？

　　就目前來講，業界尚沒有專門針對工業機器人控制系統的性能測試標準，在機器人行業，提到性能規范，一般是針對整機而言。評價工業機器人整機性能的指標有很多，基于不同的的設計目的以及用途，其整機配件搭配、結構設計以及參數調整也有所差異，控制系統只是其中的一個環節，發動機（伺服電機）、變速箱（減速器）、底盤/懸掛（結構件）等對機器人整體的性能都有很大的影響。

　　所以，要做機器人的性能測試還是很復雜滴。不過，國標《GB/T12642-2001工業機器人性能規范及其試驗方法》中已經有針對十幾種機器人的性能指標的界定標準，其中經常提到的有三種：重復定位精度、位姿精度、軌跡精度。那么，我們想單獨測試機器人的控制系統該用哪種好呢？

　　一般來說，工業機器人控制系統的性能可以由機器人的位姿精度和軌跡精度來間接表示。

　　位姿精度（Pose Accuracy）

　　機器人的位姿精度一般指位姿重復度。

　　機器人的位姿是指機器人相對于某一參考坐標系的位姿，其重復位姿精度是機器人的一項最重要的技術指標，該指標集中反映機器人的機電性能和使用效果，即機器人對同一指令位姿從同一方向重復響應n次后實到位姿的一致程度。一般采用激光跟蹤儀進行位姿精度的測量，如下圖所示：

　　想要達到較高的位姿精度，需要控制系統提供以下功能：

　　●補償機械連桿的運動學參數誤差，如連桿加工誤差、裝配誤差、機械公差等；

　　●補償關節柔性及連桿柔性；

　　●提供高精度的機械零點標定功能。

　　軌跡精度（Path Accuracy）

　　機器人的軌跡精度，一般是指軌跡重復精度，表示機器人對同一軌跡指令重復n次時實到軌跡的一致程度。一般也采用激光跟蹤儀進行測試，讓機器人重復走某一條軌跡n次，然后取由n條軌跡組成的軌跡條橫切面的半徑。如下圖所示：

　　現在，一般采用模型的控制（Model Based Control）來提高軌跡精度。ABB公司對其Quick Move和True Move進行了對比演示，在使用模型控制后，可保證機器人在系統允許的任何速度下保持非常高的軌跡一致性。另外，想要達到較高的軌跡精度，對機器人進行關節摩擦補償也十分必要。

　　簡單了解如何檢測機器人控制系統的性能之后，有沒有感覺豁然開朗呢……