Page 137 - 工业机器人控制技术研究

第四章 工业机器人的性能优化

然变化，因此造成了机器人频繁地加速和减速过程，从而使得机器人运动需要较
多的能量；采用如图 4-1（2）所示的路径，方向及速度平滑变换，仅在运动开始
阶段加速度较大，瞬时能量消耗较多，整体能量消耗较前一种路径小；同时，机

器人常常被动地以最小任务时间进行工作，因此需要较高的速度和加速度，从而
造成较多的能量浪费。

图 4-1 不同轨迹能耗比较示意图

同样，机器人被动地以最小任务时间工作，造成了任务周期中存在空闲时间。
图 4-2 为工业机器人的作业流程，其中 T O 为任务执行时间，T F 为任务循环周期，
在整个任务循环周期内 [T O ，T F ] 为空闲时间，用于等待任务和处理中断事件。为

了保持循环周期 TF 固定，满足空闲时间要求，必然需要较高的任务执行速度，
造成能量消耗较高；此外空闲时间的存在造成了生产能力的浪费。

图 4-2 工业机器人业务流程图

由 KUKA 给出的统计结果表明：在一周的生产中，机器人运动状态只占总

时间 19%，而能耗却超过总能耗的 72%。目前，大部分的工业机器人尚未实现
运动和任务能耗优化，普遍存在能量利用不合理和浪费现象。因此，不需要修改

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