تخمین جرم بار ربات دلتا با استفاده از گشتاور موتورها

نوع مقاله: گرایش دینامیک،ارتعاشات و کنترل

نویسندگان

دانشکده مکاترونیک دانشگاه آزاد اسلامی کرج

چکیده

کنترل وزن محصولات قبل از بسته بندی آن، یکی از اصلی ترین مراحل کنترل کیفیت در بسیاری از فرآیندهای تولید می باشد. اگرچه این مسئله می تواند با روش های معمول نیز ترازو صورت گیرد، اما روش های معمول می تواند سرعت خط تولید را در خطوط مجهز به تجهیزات سریع نظیر ربات دلتا کاهش دهد. به همین دلیل در مقاله حاضر یک روش برای شناسایی برخط جرم بار حمل شده توسط ربات دلتا در حین بسته بندی ارئه شده است. برای این منظور معادلات دینامیکی ربات نوشته شده و پس از صحه گذاری آن با نرم افزار آدامز به فرم رگرسیون خطی بازنویسی شده اند. سپس به کمک روش حداقل مربعات بازگشتی پارامترهای مورد نظر شناسایی شده اند. از آنجا که فرض ثابت بودن ضرایب اصطکاک حین کارکرد ربات می تواند از دقت الگوریتم بکاهد این پارامتر نیز به همراه جرم در هر مرحله تخمین زده می شود. شبیه سازی های انجام شده در نرم افزار متلب نشان دهنده دقت مناسب روش پیشنهادی حتی در حضور نویز اندازه گیری می باشد. همچنین، شبیه سازی ها نشان می دهد که سرعت همگرایی روش بسیار بالا بوده و با تعداد داده های کم می تواند در زمان کوتاهی جرم بار را تخمین بزند.

کلیدواژه‌ها


  1. Bonev, I. “Delta Parallel Robot—the Story of Success”, Newsletter, 2001.##
  2. Carp-Ciocardia, D. “Dynamic Analysis of Clavel's Delta Parallel Robot, in Robotics and Automation” IEEE International Conference, ICRA'03, Vol. 3, pp. 4116-4121 2003.##
  3. Bai, P., Mei, J., Huang, T. and Chetwynd, D. “Kinematic Calibration of Delta Robot Using Distance Measurements” Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, Vol. 230, No. 3, pp. 414-424, 2016.##
  4. Pedersen, M. “Robot Skills for Manufacturing: From Concept to Industrial Deployment” Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, Vol. 37, pp. 282-291, 2016.##
  5. Swevers, J., Verdonck, W. and De Schutter, J, “Dynamic Model Identification for Industrial Robots”, IEEE Control Systems, Vol. 27, No. 5, pp. 58-71, 2007.##
  6. Na, J., Mahyuddin, M., Herrmann, G., Ren, X. and Barber, P. “Robust Adaptive Finite Time Parameter Estimation and Control for Robotic Systems” International Journal of Robust and Nonlinear Control, Vol. 25, No. 16, pp. 3045-3071, 2015.##
  7. Gaz, C. and De Luca, A. “Payload Estimation Based on Identified Coefficients of Robot Dynamics—with an Application to Collision Detection” IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), pp.3033-3040, 2017.##
  8. Khalil, W., Gautier, M. and Lemoine, P. “Identification of the Payload Inertial Parameters of Industrial Manipulators” IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp.4943-4948, 2007.##
  9. Oaki, J. and Adachi, S. “Decoupling Identification for Serial Two-Link Robot Arm with Elastic Joints” IFAC Proceedings, Vol. 42, No. 10, pp. 1417-1422, 2009.##
  10. Neubauer, M., Gattringer, H. and Bremer, H. “A Persistent Method for Parameter Identification of a Seven-Axes Manipulator” Robotica, Vol. 33, No. 5, pp. 1099-1112, 2015.##
  11. Mata, V., Benimeli, F., Farhat N. and Valera A. “Dynamic Parameter Identification in Industrial Robots Considering Physical Feasibility” Advanced Robotics, Vol. 19, No. 1, pp. 101-119, 2005.##
  12. Neuman, C. P. and Khosla, P. K. “Identification of Robot Dynamics: an Application of Recursive Estimation” Springer Adaptive and Learning Systems, pp. 175-194, 1986.##
  13. Gautier, M. and Khalil, W. "On the Identification of the Inertial Parameters of Robots" Proceedings of the 27th IEEE Conference on Decision and Control, pp. 2264-2269, 1988.##
  14. Mazare, M., Taghizadeh, M. and Najafi, M. R. “Design, Manufacturing, Kinematic Analysis of a Kind of a 3-DOF Translational Parallel Manipulator” Modares Mechanical Engineering, Vol. 16, No. 7, pp. 327-334, 2016.##
  15. Staicu, S. “Recursive Modelling in Dynamics of Delta Parallel Robot” Robotica, Vol. 27, No. 2, pp. 199-207, 2009.##
  16. Wang, J. and Liu, X. “Analysis of a Novel Cylindrical 3-Dof Parallel Robot” Robotics and Autonomous Systems, Vol. 42, No. 1, pp. 31-46, 2003.##
  17. Olsson, A. “Modeling And Control of a Delta-3 Robot” MSc Theses, Lund University, 2009.##
  18. Codourey A. “Dynamic Modelling and Mass Matrix Evaluation of the DELTA Parallel Robot for Axes Decoupling Control” Proceedings of the International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS 96), 1996.##
  19. Gross, D., Hauger, W., Schröder, J., Wall, W. and Bonet J. “Engineering Mechanics” Springer, 2014.##
  20. Codourey, A. “Dynamic Modeling of Parallel Robots for Computed-Torque Control Implementation”, International Journal of Robotics Research, Vol. 17, No. 12, pp. 1325-1336, 1998.##
Karrari, M. “System Identification” Amirkabir University, ISBN:978-964-463-399-7, 2009.##