机器人“高速”和“高精度”定义

机械人 “高速”，“高精度”这两个词，属于人人见得太多习认为常，细想之下又不知该若何正确注释的词。

这个问题能够拆成两个部门：

为什么对于“高速”和“高精度”没有明确的界说？

既然没有明确的界说，那什么情形下能够把本身的机械人称为“高速”和“高精度”的？

今朝首要从两个方面来评价机械人的速度，一个是各关节的最大转速；二是机械臂末尾的空间活动速度（线速度和角速度）。

在每一台机械人的解说书上，都邑列出各关节的最大转速，但很少给出最大空间线速度的值。（有的厂商会在Data Sheet中给出一个最大合成速度，然则这个值是各关节均以最大速度迁移获得的合成速度，更多的照样回响关节的最大速度，没有太大实际意义）在产物解说中不给出线速度的原因，是因为机械臂在分歧的形态下，可达到的最大速度是纷歧样的。为了解说这个问题，我们首先认识一下今朝应用最多的工业机械人。从机械构造上能够分成三种，离别是串联6轴机械人（机械臂）、SCARA机械人（Selective Compliance Assembly RobotArm）和Delta机械人，见下图（为了简化解说，4轴码垛/搬运，7轴冗余机械臂，串并混连机械人等构型没有列出）：

以最常见的串联6轴工业机械工资例，其构造根基上与人类的胳膊一致。人人想象一下本身的胳膊就是一个机械臂，伸直了抡与收回来再使劲抡，你的手能达到的最大速度是纷歧样的，伸直了抡显着会速度快好多，工业机械人同理。

而工业机械人属于高度天真的可编程设备，分歧的机械人应用中，或者会用到机械人伸直了的形态，也或者会用到收回来的形态，一切以实际应用为准。是以机械人厂商无法界说一个“明确”的手臂状况（无法穷举，因为或者的机械人形态有无数种；也无法给出最常用形态，因为对一个客户常用的形态，对此外一个客户或者就不适用；即使凑出一个使用最多的形态，用户盼望的活动偏向又是纷歧样的，三维空间有6个自由度，他们之间的速度偏向组合又是无限多个），也就无法给出一个“明确”的线速度巨细。是以大多数厂商爽性就不会给出线速度巨细，少数厂商会给出一个“最大空间合成速度“的参数，注释见上。以上是对统一个机械人而言，分歧的形态对应分歧的最大空间速度；而对于分歧的机械人而言，情形又会纷歧样，首要有两个原因：

1、分歧构型的工业机械人，因为机械构造的限制，能达到的最大理论速度纷歧样（假设关节最大速度沟通），是以分歧构造之间的机械人无法进行直接对比，也就无法使用统一种速度评判尺度；

2、对于同样构造的分歧机械人，还有巨细的区别。想想一下十八岁的成年人的胳膊和三岁小同伙的胳膊，尽量要求成年人用和小同伙一般的肩部转速抡胳膊，因为成年人的臂展更长，末尾手的速度必然会更大。是以，分歧臂展的机械人也无法使用统一种速度评判尺度；

借用一张ABB的产物全家福（侵删），人人感触一下分歧巨细，分歧构型机械人之间的区别。

“高精度”问题比“高速”还要复杂一些，因为速度只有线速度和角速度两种，而精度指标很有多种，例如反复定位精度、反复姿态精度、绝对位姿精度、空间路径精度、线速度跟踪精度、角速度跟踪精度等等，在设计这些评测指标时，同样会碰到上述的各类限制。

光荣的是，因为今朝工业机械人的应用范畴仍然还不是非常普遍（相对于人类整个的生产运动），是以当前只对反复定位精度和绝对位姿精度有较高的要求，这两个指标已经有了一些也许的共识。

如今主流的工业机械人，反复定位精度高于±0.02mm，全工作空间内绝对定位精度高于±1mm，根基能够说是“高精度”机械人了。2、既然没有明确的界说，那什么情形下能够把本身的机械人称为“高速”和“高精度”的？当前的主流做法其实很简洁：既然无法对分歧巨细，分歧构型的机械人供应统一的评价指标，那就按照分歧的机械人种类（一样按方针应用范畴来分），离别给出评价方式。举两个栗子。

好比说在小型6轴机械人范畴（用于小型工件加工，如3C范畴），一样以尺度节奏时间来作为速度机能指标的评价尺度。

尺度节奏时间是指：机械人携带1公斤的负载，从起点起头，向上移动25mm，平移300mm，向下活动25mm，然后沿路径返回起点如许一个过程所花消的时间，如下图（图中是NACHI的MZ07系列，尺度节奏时间为0.31s）：

今朝行业内顶级水平，能够将该指标掌握在0.4s以下，好比EPSON的C4系列为0.37秒，C8系列为0.31秒，DENSO的VS系列能够做到0.33秒。感乐趣的能够看一下这个视频EPSONC4stdmotion1440感触一下。再好比在码垛/搬运范畴，首要是搬运外形统一，重量对照大的物品，一样是以每小时最多可搬运几多次来评价速度，这个指标同样能够抽象为一个雷同小机械人的尺度节奏时间，只不外因为臂展增加，往返距离会响应变大（60kg负载，向上400mm，平移2000mm，向下400mm，然后按原路径返回起点），如下图：