[发明专利]一种Manutec R3型工业机器人动态优化系统

摘要

本发明涉及一种Manutec R3工业机器人动态优化系统。本发明由控制室工程师指定机器人每个关节变量的初始状态、末端状态等参数，优化计算系统通过计算时间网格精细化的优化算法，得出使机器人完成作业消耗时间最短的每个关节轴上的扭矩电压，将其转换为控制指令信号，传输给驱动单元，驱动单元根据传感器反馈回来的信号，支配机器人每个关节的执行单元去完成规定的运动和功能，位置传感器返回机器人手臂位置，从而实时在线优化。本发明能够根据Manutec R3机器人系统状况计算出当前实现最优运行的路径规划，最大限度地缩短机器人的工作时间，提高工作效率，该系统非常适用于复杂的机器人动态优化问题的在线优化。

主权项

1.一种Manutec R3型工业机器人动态优化系统，包括优化计算模块、控制器、数模转换器、模数转换器、驱动器、执行器、位置传感器、现场总线网络、人机交互模块、Manutec R3型工业机器人机械主体，其特征在于：系统运行过程具体包括以下步骤：步骤A1：由控制室工程师通过人机交互模块指定Manutec R3机器人腰关节、肩关节、肘关节变量的初始状态以及末端状态，凭借工程经验设定机器人完成作业的大致时间t_f，指定扭矩电机的性能约束、起始时间网格数N个、控制变量的初始值，10≤N≤20，非线性规划问题求解模块的精度ε_l、精细化收敛性判断模块的精度ε_J，精细化迭代次数上限I_max、最小时间网格宽度w_min以及控制网格精细化模块的合并系数α和插入系数β_ii，ii＝1,2,…,nn；nn表示插入系数个数；步骤A2：优化计算模块通过输入的参数，执行控制网格精细化模块的优化策略，计算出机器人最快完成相应动作所需的每个关节轴上的扭矩电压，通过现场总线网络发送给控制器的数模转换器；步骤A3：控制器根据控制指令控制相应的驱动器，驱动器支配机器人每个关节的执行单元去完成规定的运动和功能；步骤A4：位置传感器实时采集机器人手臂的位置信息，经过模数转换后用现场总线网络送给优化计算模块，可以实时更新控制策略，实现在线优化。