机器人的性能指标

1. 负荷能力

负荷能力负荷能力是指机器人在满足其他性能要求的情况下,能够承载的负荷重量。例如,一台机器人的最大负荷能力可能远大于它的额定负荷能力,但是达到最大负荷时,机器人的工作精度可能会降低,可能无法准确地沿着预定的轨迹运动,或者产生额外的偏差。机器人的负荷量与其自身的重量相比往往非常小。例如,Fanuc机器人公司的LRMate机器人自身重86 1b(1 lb = 0.45kg),而其负荷量仅为6.6 lb;M-16i机器人自身重594 1b,而其负荷量仅为35 lb。

2. 运动范围

运动范围是指机器人在其工作区域内可以达到的最大距离。通常情况下，机器人能按任意的姿态达到其工作区域内的许多点(这些点称为灵巧点)。然而,对于其他一些接近于机器人运动范围边界的极限点,则不能任意指定其姿态(这些点称为非灵巧点)。运动范围是机器人关节长度和其构型的函数。对于工业机器人来说,这是很重要的性能指标,在选择和安装机器人前必须要考虑该项指标。

3. 精度

精度是指机器人到达指定点的精确程度,它与驱动器的分辨率和反馈装置有关。大多数工业机器人具有0.001 in(1 in = 0.0254m)或者更高的精度。精度是机器人的位置、姿态、运动速度及载荷量的函数。因为精度是机器人的一个重要的性能指标,研究这个问题是至关重要的。

4. 重复精度

重复精度是指如果动作重复多次,机器人到达同样位置的精确程度。假设驱动机器人到达同一点100次,由于许多因素会影响向机器人的位置精度,机器人不可能每次都能准确地到达同一点,但应在以该点为圆心的一个圆区范围内。该圆的半径是由一系列重复动作形成的,这个半径即为重复精度。重复精度比精度更为重要,如果一个机器人定位不够精确,通常会显示一个固定的误差,这个误差是可以预测的,因此可以通过编程予以校正。例如,假设一个机器人总是向右偏离0.05 in,那么可以规定所有的位置点都向左偏移0.05 in,这样就消除了偏差。然而,如果误差是随机的,那就无法预测它,因此也就无法消除。重复精度规定了这种随机误差的范围。它通常通过一定次数地重复运行机器人来测定。测试次数越多,得出的重复精度范围越大(对生产商是坏事,也越接近于实际情况(对用户是好事)。生产商给出重复精度时必须同时给出测试次数、涉测试过程中所加负载及手臂的姿态。例如,手臂的重复精度在垂直方向与在水平方向测得的结果是不同的。大多数工业 机器人的重复精度都在0.001 in以内。如果重复精度在应用中是一个重要的指标,那么找出重复精度的相关细节也是非常重要的。

参考资料

Saeed B. Niku著, 孙富春等人译，机器人学导论分析、控制及应用[M].