Fast and Accurate Relative Motion Tracking for Two Industrial Robots

工业机器人应用，例如喷涂、焊接和增材制造，经常需要沿着三维空间曲线进行快速、准确和均匀的运动。为了提高工艺吞吐量，一些制造商提出了双机器人设置，以克服单个机器人的速度限制。工业机器人运动是通过由运动基元连接的航点进行编程的（笛卡尔线性和圆形路径以及恒定笛卡尔速度的线性关节路径）。实际机器人运动受到这些运动基元之间的混合和机器人姿态的影响（伸展/接近奇异姿态倾向于具有更大的路径跟踪误差）。选择航点和沿着每个运动段的速度以实现性能要求是具有挑战性的。目前，还没有自动化解决方案，需要机器人专家进行繁琐的手动调整以接近所需的性能。在本文中，我们提出了一个系统的三步方法来设计和编程双机器人系统以优化系统性能。第一步是基于指定的相对运动路径选择两个机器人之间的相对放置。第二步是选择相对航点和运动基元。最后一步是基于实际相对运动迭代更新航点。航点迭代首先在仿真中执行，然后使用实际机器人完成。对于性能指标，我们使用平均路径速度，受相对位置和方向约束以及路径速度均匀性约束。我们已经在两个具有挑战性的测试曲线上使用ABB和FANUC机器人证明了这种方法的有效性。相对于当前工业实践基线，性能提高超过300％。与我们之前报告的优化单臂情况相比，改进超过14％。

设计和编程双机器人系统以优化工业机器人在三维空间曲线上的运动表现，解决单机器人速度限制的问题。

提出了一种三步法的系统化方法，通过选择机器人相对位置、相对路径点和运动基元、迭代更新路径点等步骤，以优化系统性能。

使用ABB和FANUC机器人进行了两个具有挑战性的测试曲线的实验，性能提高了300%以上。相比之前报道的单臂优化情况，提高了14%以上。

该领域的相关研究较少，没有具体列举相关论文。