中國擁有世界上最現代化的鐵路網和最發達的高鐵網，在運行速度、運輸密度等方面均位于世界領先水平；作為重要的客戶體驗因素，高鐵列車的運行穩定性也得到廣大乘客的普遍認可。在工業界，機器人的運行穩定性同樣是一項重要的性能評判指標，在精密行業的焊接、裝配、螺接、涂膠、打磨、拋光等應用上，機器人的穩定性顯得尤為重要。那么，機器人是否可以像高鐵列車一樣，運行得又快速、又平穩呢？

01高穩定讓高精、高速的機器人“如虎添翼”

經過多年的發展，目前國內大多數機器人都具有優秀的最大軸速及重復定位精度；但是往往由于機器人穩定性欠缺，使機器人各軸有效速度發揮受到限制。只有在高速、高精的同時做到高穩定，才能夠讓機器人使用在更多的工業自動化場景，充分發揮機器人的理論最佳性能。

在各種運行穩定性問題中，本體前端的抖動問題是最棘手、最常見的問題之一。從抖動形成機理上說，它是個非常復雜的問題，涉及機械、電氣、軟件、算法等各方面。配天機器人研發團隊經過長期探索，自主研發攻克機器人抖動“難題”，使高速、高精運行下的機器人“如虎添翼”。

02工匠探究：機器人為何動起來還要“抖”

為什么機器人在運行的過程中會發生抖動呢？我們認為主要的原因來自下面幾點：

一方面機器人運行中抖動主要是由共振引起的，另一方面驅動控制環路難以通過一套參數適配所有工況，導致負載動態范圍大、位置傳感器無法直接對負載端進行直接控制，產生末端位置偏差，引起抖動。同時機器人由于減速機等柔性環節的存在，在定位時極易在末端發生抖動現象。

03燒腦專題：抖動為何“難”以抑制

首要原因是抖動難以觀測。出于成本考慮，減速器末端一般不會加裝編碼器，位置反饋的是電機的輸出端位置信息。其次機器人系統現場工況的多樣性與時變性導致機器人的抖動難以抑制。最后就是機器人各關節力矩互擾等因素也導致了抖動難以抑制。

04配天智慧-讓機器人在高穩定狀態下速度、精度發揮到極致

經過多次推理-論證-實驗-反饋的迭代，研發團隊對機器人“抖動”問題辨證施治，對癥施藥，研究了一系列行之有效的高級算法，成功攻克機器人抖動難題。配天的整體方案吸收了多種不同工況下行之有效的方法，為客戶提供更佳性價比產品。

1.濾波器法：對共振頻點進行陷波濾波，通過增益補償消除陷波引起的相位誤差。

2.觀測器法：預估本體末端位置，針對預估的位置做一些參數提前的適配。

3.阻尼法：提取振動速度信息，同時施加一個反向阻尼，改變振動相應。

4.驅動器參數整定與動態適配：根據負載情況適配恰當的驅動器參數，實現對振動的有效控制。

5.力矩前饋：基于動力學的力矩前饋，適配大動態范圍的負載變化。

6.運動學優化：通過路徑規劃或者速度規劃減少共振發生的可能性、影響程度，即對不同的運動段合理規劃加速度、加加速度，減少抖動的發生。

7.減弱激勵強度：以典型的周期性激勵-減速器傳達精度的變化為例，由于加工和安裝的不完美，減速器在傳動過程中會附加周期性的干擾，形成共振激勵源，通過優化核心零部件的品質，有助于控制激勵幅度，進而抑制振動。

解決了機器人在動作或者停止時的抖動問題，真正提高工業機器人的出廠質量，為用戶提供更高性價比、更可靠的工業機器人產品，使得配天機器人能夠成功應用在更多行業。

科技朝著智能化邁進，智能化生產賦能高效、品質生活。配天機器人始終秉承“提供優質服務、創造客戶價值、實現市場雙贏”的服務理念，持續為客戶提供更優質產品及服務。

原文標題：【昊志機電諧波 | 前沿】讓機器人“動”而不抖的技術

文章出處：【微信公眾號：高工機器人】歡迎添加關注！文章轉載請注明出處。

責任編輯：haq