PRECIZIA ROBOŢILOR INDUSTRIALI

39
PRECIZIA ROBOȚILOR INDUSTRIALI
responsabili de producerea erorilor ca și cei geometrici [G01]. Având în vedere faptul că părerile
referitoare la influența factorilor non-geometrici sunt împărțite, este foarte dificil să se decidă asupra
validității uneia dintre cele două metode propuse, cu atât mai mult cu cât ultimele studii au relevat faptul
că influența parametrilor geometrici și non-geometrici asupra preciziei de poziționare a roboților variază
de la un tip de robot la altul. Calibrarea bazată pe modelul cinematic este o metodă generală care
conduce la îmbunătățirea preciziei de poziționare în întreg volumul de lucru al robotului. [M07]
În continuare, calibrarea cinematică va fi analizată din perspectiva celor patru etape descrise anterior
(modelare, măsurare, identificare, corecție).
Faza de modelare matematică – Modelul cinematic al robotului reprezintă o descriere matematică
a geometriei de mișcare a robotului. Pentru determinarea modelului cinematic ce caracterizează structura
unui robot în literatura de specialitate sunt recomandate o serie de abordări dintre care, cea mai populară
este metoda parametrilor compuși Denavit – Hartenberg [N02] bazată pe metoda matricelor de
transformare omogenă. Această metodă constă în stabilirea unor sisteme de referință în centrul geometric
al fiecărei cuple cinematice. Un set de coeficienți incluși în matricele de transformare omogenă fac
legătura între un sistem oarecare atașat unei cuple cinematice și sistemul învecinat.
O problemă importantă legată de utilizarea acestei metode o constituie singularitățile. Pentru
rezolvarea acestei probleme, s-a propus modificarea modelului matematic bazat pe parametri Denavit –
Hartenberg prin introducerea unui parametru suplimentar de rotație, pentru axele paralele de rotație. În
practică există numeroase alternative de modelare cinematică a structurilor de roboți, cum ar fi de
exemplu modelarea de tip S care utilizează 6 parametri pentru fiecare element sau modelul zero care nu
folosește ca și parametru de legătură normala comună, tocmai în vederea evitării singularităților.
Faza de măsurare – implică determinarea poziției exacte a punctului caracteristic al efectorului
final sau a sculei, în spațiul de lucru al robotului. Pozițiile reale ale efectorului final în spațiul de lucru
(este vorba de pozițiile măsurate) sunt comparate apoi cu cele obținute prin aplicarea modelului teoretic,
diferența dintre acestea reprezentând eroarea de poziționare. Această fază este cea mai laborioasă și
mai dificil de realizat. Prin aplicarea acestei metode se urmărește evidențierea parametrilor
independenți precum și a erorilor ce afectează acești parametri. În procesul de calibrare al robotului
sunt utilizate diverse metode și dispozitive de măsurare, cum sunt de exemplu mașinile de măsurare în
coordonate (7), senzorii acustici, senzorii optici și teodoliții mecanici sau optici. Tehnicile si dispozitivele
de măsurare care le însoțesc, deși diferă între ele prin precizie, ergonomie (ușurința în utilizare)
respectiv costuri, au în comun următoarele dezavantaje:
pentru operarea adecvată a acestor dispozitive se recomandă personal special instruit în acest sens