Robotarmbesturing

Robotarmbesturing is het geheel van technieken en systemen die de bewegingen van een robotarm aansturen om een gewenste positie en oriëntatie van het end-effector te bereiken. Het omvat hardware zoals actuatoren en sensoren en software zoals controllers, planner- en regelsystemen.

Bij robotarmbesturing worden kenmerkende benaderingen onderscheiden: open-loop versus closed-loop (feedback) regelingen, en kinematische (afstand en hoek) versus dynamische/torque-gestuurde controle. Inverse kinematics berekent de benodigde gewrichtshoeken uit de gewenste positie en oriëntatie van de eindpositie; forward kinematics voorspelt de pose van de arm uit de gewrichten.

Veelgebruikte regelstrategieën zijn PID-regelaars per as, maar ook geavanceerde methodes zoals modelpredictive control, impedance-control en torque/force control. Bij collaboratieve robots ligt de nadruk op veilige interactie met mensen, met beperkingen op snelheid, kracht en mechanische beveiligingen.

Hardwarekenmerken omvatten elektrische motoren (servos en stappenmotoren) of hydraulische/pneumatische actuatoren. Sensoren omvatten encoders, kracht/torque sensoren en visiesystemen voor het bepalen van de positie en omgeving. Communicatie vindt vaak plaats via real-time bussen en frameworks zoals ROS.

Toepassingen zijn onder meer productie, palletiseren, lassen en schilderwerk, evenals medische assistentie en prothese-ondersteuning. Standaarden zoals ISO 10218 voor industriële robots en ISO/TS 15066 voor cobots regelen veiligheid en interactie.

Belangrijke uitdagingen zijn nauwkeurige dynamische modellering, kalibratie, frictie en backdrivability, evenals real-time performance en escalatie bij fouttolerantie. De trend gaat richting leergebaseerde controle, adaptieve en hybride systemen, en digitale tweelingen voor simulatie en planning.