19、面向需求的并联机器人系统重构

面向需求的并联机器人系统重构

1. 引言

工业生产正经历着变革，这主要是由更高的客户导向所推动的。终端客户能够定制近乎个性化的批量产品，这给生产带来了复杂的挑战。产品的多样性不断增加，同时，对推出一系列新产品的需求也在上升，导致产品的生命周期缩短。为了保持竞争力，企业必须以合理的成本提供产品。

在高度发达的国家，对于串行生产线而言，高度自动化对于实现规模经济是必要的。这些经济边界的变化要求生产设备采用特定的设计方法。特别是可重构机器人系统，是购买新生产设备的有前途的替代方案。在生产组织发生变化的情况下，可重构机器人系统可以减少重新设计的工作量，并且不需要重新安排整个生产线。

并联机器人由于其高速、高加速度和高刚度等参数，具有成为可重构系统的巨大潜力。基于这些特性，可以推导出几种完全不同的并联机器人系统重构策略。从需求管理的早期设计阶段开始，就必须考虑设计因素和机器元件，以实现系统的有效重构。

2. 文献综述

机器人研究中的重构领域通常涉及模块化、接口标准化或不同机电层面的形态学。为了建立一致的理解，在简要描述不同概念的代表之前，先对“重构”这一术语进行定义。
- 一般概念和术语定义 ：开发可重构机器人的总体思路是使系统能够改变其执行各种任务的能力。这些任务的特点是根据机器人的应用领域有不同的要求。对于并联运动机器人，处理和装配任务是典型的。因此，Setchi（2004）给出了一个合适的重构定义：“可重构性是指以经济有效的方式反复改变和重新排列系统组件的能力”。
- 重构方法的分类 ：文献中提出了许多机器人系统的重构方法，但尚未在工业中得到广泛