運用非傳統控制方式研制拋光加工用撓性臂機械手

Abstract

本計畫的目標分成兩方面,一方面是研製一 種工業用的撓性機械手,希望能大幅度的減輕 機械手重量,而降低製造成本;另一方面是藉著 這種真實的工業難題,整合一些有潛力的非傳 統設計方法,像是影像量測、類神經網路、模 糊控制邏輯、可變結構控制和專家系統等等, 以測試這些新方法的功效和潛力.要推動撓性 機械手作工業應用,必須面對許多真正的難題, 不只像是振動、精度、量測和控制上等學理上 的問題,還有加工受力變形、路徑規劃和機體 設計等實際應用上的問題.由於拋光加工主要 是施力控制,在位置精度上的要求較容易達成, 本計畫乃以拋光加工用撓性機械手作第一目標 ,逐步推動撓性機械手應用在自動化工業上.由 撓性機械手面臨了非線性、時變和負載干擾等 問題,傳統控制所運用的線性化處理方法難以 發揮,因此我們嘗試整合一些非傳統方式研製 此系統.在量測方面,採用影像系統作非接觸式 量測研究;在控制方面,分別採用類神經網路、 模糊控制邏輯和可變結構控制同時進行研究, 以尋求較佳的結果;在機構規劃和設計上,採用 專家系統方式進行研究;在加工應用上,以實驗 手段分析受力干擾並研究受力干擾下的路徑規 劃問題.在研製工作上,以多微處理機方式建立 模組式結構,並分別以單自由度拋光加工和多 自由度拋光加工進行實驗工作.由於本計畫以 真正的工業難題測試一些極有潛力的非傳統控 制方法,研究結果不但可推動低成本之工業機 械手,更可推廣這些方法至其他的自動化研究 上.本計畫是三年計畫的第三期,由於前兩期所 推動的實驗結並沒有像模擬的那麼順利,許多 非線性現象的干擾程度遠比預期的大很多.因 此在本期計畫中將不再建立新的硬體系統;而 是針對前兩期計畫中建立的單自由度撓性機械 手,重新檢討拋光加工的控制為模式並改善施 力控制結果;另在多自由度撓性機械手方面,也 以單元量測和控制為主,不再以整合控制為目 標.希望藉著這種穩紮穩打的策略,能徹底了解 撓性機構並能真正的解決問題.