大负载工业机器人在现代工业生产中扮演着重要角色，但它们也面临着诸多技术挑战，这些难点主要集中在控制精度、机械传动链谐振频率降低、系统响应速度变慢等方面，为了解决这些问题，可以采取多种策略和技术手段，如采用双编码器全闭环控制策略、动力学转矩前馈策略以及安全控制策略等，具体分析如下：
1、大负载工业机器人的难点
控制精度问题：传统机器人编码器安装在减速机输入侧，但减速机存在背隙问题，随着臂展的增加，背隙导致的末端点位偏差会放大，从而影响定位精度。
机械传动链谐振频率降低：机器人连杆截面的扭转刚度是固定的，随着臂展的延长，末端的扭转角度增大，降低了整个机械传动链的谐振频率，进而影响到伺服控制的性能和精度。
系统响应速度变慢：实际应用中，大负载机器人随着惯量的增加，系统的固有频率降低，导致响应速度变慢，稳定性变差，超调量变大。
安全防护功能不足：传统机器人通常只有位置控制，缺乏碰撞检测的安全功能，当高负载机器人在运动过程中碰到人时，可能会造成危险。
2、克服大负载工业机器人难点的方法
采用双编码器全闭环控制策略：在减速机输入和输出侧各安装一个编码器，内环保证动态跟踪，外环实现精准定位，从而解决“爬行”问题并提高定位精度。
应用动力学转矩前馈策略：基于动力学控制功能，预测各个关节应该输出的力矩，通过动力学转矩前馈叠加伺服本身的闭环控制，实现高精度闭环控制，削弱机械谐振频率和惯量匹配问题对控制的影响。
实施安全控制策略：支持输出力矩限制和碰撞检测的功能，在实现位置控制的同时，对机器人的输出力矩进行限制，如果发生碰撞，机器人会迅速停止并往反方向进行反弹，以减少伤害。
优化结构设计：采用高性能的结构设计和先进的伺服技术，提高机器人的工作范围、有效负载和运行性能。
在选择和应用大负载工业机器人时，还需要考虑以下因素以确保最佳的性能和安全性：
- 考虑机器人的工作环境和部署要求，选择合适的底座刚度和安装方式。
- 确保机器人具有足够的安全特性，如紧急停止按钮和碰撞检测系统。
- 定期对机器人进行维护和校准，以保证长期的稳定性和精确性。
- 对操作人员进行充分的培训，确保他们了解如何安全地操作和维护机器人。
大负载工业机器人的技术难点主要在于控制精度、机械传动链谐振频率、系统响应速度以及安全防护功能等方面，通过采用双编码器全闭环控制策略、动力学转矩前馈策略和安全控制策略等先进技术手段，可以有效地克服这些难点，提高机器人的效率和稳定性，优化结构设计和考虑环境适应性也是提升机器人性能的关键因素。
