自20世紀(jì)60年代以來，經(jīng)過六十年的迅速發(fā)展，制造業(yè)行業(yè)對產(chǎn)品加工精度要求不斷提高，而人力成本在逐年上升，工廠企業(yè)開始使用工業(yè)機(jī)器人替代人力操作。另外，由于某些高危、有毒等惡劣的工作環(huán)境不利于人類健康，這些工作對工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)生強(qiáng)烈的訴求。

近年來，工業(yè)機(jī)器人已逐漸成為現(xiàn)代生產(chǎn)工藝的重要組成部分及未來發(fā)展趨勢。伴隨信息產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步，尤其是人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的突破，工業(yè)機(jī)器人朝著智能化的方向發(fā)展。

現(xiàn)階段，我國主要的工業(yè)機(jī)器人有焊接、搬運(yùn)、噴漆、切割、包裝、碼垛機(jī)器人。主要的應(yīng)用領(lǐng)域為汽車行業(yè)、電子電氣行業(yè)等，在中國制造業(yè)向“智”造業(yè)轉(zhuǎn)型的背景下，工業(yè)機(jī)器資本市場發(fā)展看好！

工業(yè)機(jī)器人核心技術(shù)有待提高

控制器、伺服電機(jī)、減速器時工業(yè)機(jī)器人的核心部件，但是由于我國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展起步較晚，技術(shù)相對較落后，目前我國的工業(yè)機(jī)器人核心技術(shù)零件仍然大量依賴進(jìn)口，我國企業(yè)業(yè)普遍存在自主創(chuàng)新研發(fā)意識不足、研發(fā)投入不夠等問題，削弱了國內(nèi)企業(yè)在面的國外競爭對手的核心競爭力。

同時，我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈的中游本體制造和下游集成開發(fā)的廠商競爭激烈，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用場景廣泛，例如沖壓、焊接、涂裝、機(jī)械和簡單裝配等，下游市場需求分散，國內(nèi)暫時沒有建立有效的細(xì)分標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)將處于完全競爭的狀態(tài)。

綜合看來，當(dāng)前工業(yè)機(jī)器人在軟件、算法、硬件、機(jī)械四方面仍然面臨著較大的問題，如工業(yè)機(jī)器人操作算法過程中數(shù)據(jù)連接失敗、系統(tǒng)文件丟失等；硬件問題中系統(tǒng)死機(jī)、軸運(yùn)行異響或運(yùn)行抖動，軟件問題中的電機(jī)過熱過載等。都是我國工業(yè)機(jī)器人目前在運(yùn)行過程中存在的問題.

機(jī)器人在運(yùn)行過程中會發(fā)生抖動問題，引起抖動的主要原因

一：激勵的頻率落在系統(tǒng)傳遞函數(shù)極點(diǎn)附近

例如雙慣量系統(tǒng)（關(guān)節(jié)傳動的一種常見建模）中，彈性系數(shù)和負(fù)載決定了系統(tǒng)極點(diǎn)，如果極點(diǎn)附近存在周期性激勵，則易引發(fā)共振。

二：驅(qū)動控制環(huán)路難以通過一套參數(shù)適配所有工況

如為正常負(fù)載調(diào)試的參數(shù)，在驅(qū)動大慣量負(fù)載時，為了提供較大的力矩輸出，閉環(huán)控制中需要較大的誤差量。因此在電機(jī)出力發(fā)生快速變化時，難以快速達(dá)到穩(wěn)定。

由于企業(yè)出于對成本考慮，減速器末端一般不會加裝編碼器，位置反饋只能反映電機(jī)輸出端的實時位置，因此對抖動的觀測比較困難。而且，通用機(jī)器人系統(tǒng)現(xiàn)場工況的多樣性與時變性，也導(dǎo)致了抖動問題難以抑制。

抑制抖動的方法

1.觀測器法，通過預(yù)估本體末端位置來實現(xiàn)

2.阻尼法，提取振動速度信息，并施加一個與其反向的阻尼

3.濾波器法，通過增益補(bǔ)償消除陷波引起的相位誤差，對共振頻點(diǎn)進(jìn)行陷波濾波

4.驅(qū)動器參數(shù)整定與動態(tài)適配，根據(jù)負(fù)載情況適配恰當(dāng)?shù)尿?qū)動器參數(shù)，以實現(xiàn)對振動的有效控制，負(fù)載慣量的識別可以由控制器完成、亦可由驅(qū)動完成

5.力矩前饋，基于動力學(xué)的力矩前饋，適配大動態(tài)范圍的負(fù)載變化

6.運(yùn)動學(xué)優(yōu)化，對不同的運(yùn)動段合理規(guī)劃加速度/加加速度以減少抖動發(fā)生，通過路徑優(yōu)化或速度規(guī)劃盡量減少共振發(fā)生的可能性/影響程度

7.減弱激勵強(qiáng)度，一個典型的周期性激勵：減速器傳達(dá)精度的變化，由于加工與安裝的不完美，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(yōu)化核心零部件的品質(zhì)，有助于控制激勵幅度，進(jìn)而抑制振動