Robot przemysłowys są szeroko stosowane w produkcji przemysłowej, takiej jak produkcja samochodów, urządzeń elektrycznych, żywności itp. Mogą zastąpić powtarzalne operacje mechaniczne i są maszynami, które do osiągnięcia różnych funkcji polegają na własnej mocy i możliwościach sterowania. Jest w stanie wytrzymać polecenia człowieka, a także może działać według wcześniej zaprogramowanych programów. Teraz mówimy o podstawowych głównych składnikachrobota przemysłowegos.
1.Temat
Głównym mechanizmem jest podstawa maszyny i mechanizm uruchamiający, w tym duże ramię, przedramię, nadgarstek i dłoń, które tworzą układ mechaniczny o wielu stopniach swobody. Niektóre roboty mają także mechanizmy chodzące.Robot przemysłowysmają 6 stopni swobody lub nawet więcej. Nadgarstek ma zazwyczaj od 1 do 3 stopni swobody ruchu.
2. Układ napędowy
Układ napędowyrobota przemysłowegosdzieli się na trzy kategorie w zależności od źródła zasilania: hydrauliczne, pneumatyczne i elektryczne. W zależności od wymagań te trzy typy można również połączyć w kompozytowy układ napędowy. Lub pośrednio napędzany przez mechaniczne mechanizmy przekładni, takie jak paski synchroniczne, przekładnie zębate i koła zębate. Układ napędowy składa się z urządzenia napędowego i mechanizmu przekładniowego, które służą do realizacji odpowiednich działań mechanizmu. Każdy z tych trzech typów podstawowych układów napędowych ma swoją własną charakterystykę. Obecnie głównym nurtem jest elektryczny układ napędowy. Ze względu na małą bezwładność, szeroko stosowane są serwomotory AC i DC o dużym momencie obrotowym oraz serwonapędy wspomagające (przetwornice częstotliwości AC, modulatory szerokości impulsu DC). Ten typ systemu nie wymaga konwersji energii, jest łatwy w obsłudze i zapewnia czułe sterowanie. Większość silników wymaga delikatnego mechanizmu przekładni: reduktora. Jego zęby wykorzystują przemiennik prędkości, aby zmniejszyć liczbę obrotów wstecznych silnika do wymaganej liczby obrotów wstecznych i uzyskać większy moment obrotowy, zmniejszając w ten sposób prędkość i zwiększając moment obrotowy. Gdy obciążenie jest duże, serwomotor jest zwiększany na ślepo. Moc jest bardzo opłacalna, a wyjściowy moment obrotowy można zwiększyć za pomocą reduktora w odpowiednim zakresie prędkości. Silniki serwo są podatne na ciepło i wibracje o niskiej częstotliwości podczas pracy przy niskich częstotliwościach. Długotrwała i powtarzalna praca nie sprzyja zapewnieniu dokładnej i niezawodnej pracy. Istnienie precyzyjnego silnika redukcyjnego pozwala serwomotorowi pracować z odpowiednią prędkością, wzmacniając sztywność korpusu maszyny i wytwarzając większy moment obrotowy. Obecnie istnieją dwa główne reduktory: reduktor harmonicznych i reduktor RV.
3.System sterowania
Thesystem sterowania robotemjest mózgiem robota i głównym czynnikiem determinującym funkcje i funkcje robota. Układ sterowania wysyła sygnały rozkazowe do układu napędowego i mechanizmu wykonawczego zgodnie z programem wejściowym i steruje nimi. Głównym zadaniemrobota przemysłowego Technologia kontroli polega na kontrolowaniu zakresu czynności, postawy i trajektorii oraz czasu działaniarobota przemysłowegojest w przestrzeni roboczej. Charakteryzuje się prostym programowaniem, obsługą menu oprogramowania, przyjaznym interfejsem interakcji człowiek-komputer, podpowiedziami operacji online i wygodną obsługą. System kontrolera stanowi rdzeń robota, a odpowiednie firmy zagraniczne są ściśle zamknięte na nasze eksperymenty. W ostatnich latach wraz z rozwojem technologii mikroelektroniki wydajność mikroprocesorów staje się coraz wyższa, a cena staje się coraz tańsza. Teraz na rynku pojawiły się 32-bitowe mikroprocesory kosztujące 1-2 dolarów. Ekonomiczne mikroprocesory otworzyły nowe możliwości rozwoju sterowników robotów, umożliwiając opracowywanie tanich i wydajnych sterowników robotów. Aby system miał wystarczające możliwości obliczeniowe i pamięć masową, kontrolery robotów składają się obecnie głównie z wydajnych serii ARM, serii DSP, serii POWERPC, serii Intel i innych układów. Ponieważ funkcje i funkcje istniejących chipów ogólnego przeznaczenia nie mogą w pełni spełniać wymagań niektórych systemów robotycznych pod względem ceny, funkcjonalności, integracji i interfejsów, spowodowało to zapotrzebowanie na technologię SoC (System on Chip) w systemach robotycznych. Procesor jest zintegrowany z wymaganymi interfejsami, co może uprościć projektowanie obwodów peryferyjnych systemu, zmniejszyć rozmiar systemu i obniżyć koszty. Na przykład firma Actel integruje rdzenie procesorów NEOS lub ARM7 ze swoimi produktami FPGA, tworząc kompletny system SoC. Jeśli chodzi o sterowniki technologii robotów, jej badania koncentrują się głównie w Stanach Zjednoczonych i Japonii, a istnieją dojrzałe produkty, takie jak amerykańska firma DELTATAU, japońska firma Pengli Co., Ltd. itp. Jej kontroler ruchu wykorzystuje technologię DSP jako swoją rdzeń i przyjmuje otwartą strukturę opartą na komputerach PC. 4. Efektor końcowy Efektor końcowy to element podłączony do ostatniego złącza manipulatora. Zwykle służy do chwytania przedmiotów, łączenia się z innymi mechanizmami i wykonywania wymaganych zadań. Producenci robotów zazwyczaj nie projektują ani nie sprzedają efektorów końcowych; w większości przypadków zapewniają jedynie prosty chwytak. Zwykle efektor końcowy instalowany jest na 6-osiowym kołnierzu robota w celu realizacji zadań w danym środowisku, takich jak spawanie, malowanie, klejenie oraz załadunek i rozładunek części, czyli zadań, które wymagają wykonania robota.
Przegląd silników serwo Sterownik serwo, znany również jako „sterownik serwo” i „wzmacniacz serwo”, to sterownik służący do sterowania silnikami serwo. Jego funkcja jest podobna do funkcji przetwornicy częstotliwości w zwykłych silnikach prądu przemiennego i jest częścią układu serwo. Ogólnie rzecz biorąc, serwomotor jest sterowany trzema metodami: położeniem, prędkością i momentem obrotowym, aby osiągnąć wysoką precyzję pozycjonowania układu przeniesienia napędu.
1. Klasyfikacja serwomotorów Dzieli się na dwie kategorie: serwomotory prądu stałego i prądu przemiennego.
Serwosilniki prądu przemiennego dzielą się dalej na asynchroniczne serwomotory i synchroniczne serwomotory. Obecnie systemy prądu przemiennego stopniowo zastępują systemy prądu stałego. W porównaniu z systemami prądu stałego, serwomotory prądu przemiennego mają zalety wysokiej niezawodności, dobrego odprowadzania ciepła, małego momentu bezwładności i zdolności do pracy pod wysokim ciśnieniem. Ponieważ nie ma szczotek i przekładni kierowniczych, układ serwo prądu przemiennego staje się również bezszczotkowym układem serwo, a stosowane w nim silniki to asynchroniczne silniki klatkowe i silniki synchroniczne z magnesami trwałymi o konstrukcji bezszczotkowej. 1) Serwosilniki prądu stałego dzielą się na silniki szczotkowe i bezszczotkowe
①Silniki szczotkowe mają niski koszt, prostą konstrukcję, duży moment rozruchowy, szeroki zakres prędkości, łatwe sterowanie, wymagają konserwacji, ale są łatwe w utrzymaniu (wymiana szczotek węglowych), wytwarzają zakłócenia elektromagnetyczne, mają wymagania dotyczące środowiska użytkowania i są zwykle używane do kontrola kosztów Wrażliwe ogólne sytuacje przemysłowe i cywilne;
②Silniki bezszczotkowe są małe i lekkie, charakteryzują się dużą mocą wyjściową i szybką reakcją. Charakteryzują się dużą prędkością i małą bezwładnością, stabilnym momentem obrotowym i płynnym obrotem. Sterowanie jest złożone i inteligentne. Metoda komutacji elektronicznej jest elastyczna. Może komutować z falą prostokątną lub falą sinusoidalną. Silnik jest bezobsługowy i wydajny. Oszczędność energii, małe promieniowanie elektromagnetyczne, niski wzrost temperatury i długa żywotność, odpowiednie dla różnych środowisk.
2. Charakterystyka różnych typów serwomotorów
1) Zalety i wady serwomotoru prądu stałego Zalety: precyzyjna kontrola prędkości, bardzo twardy moment obrotowy i charakterystyka prędkości, prosta zasada sterowania, łatwa obsługa i niska cena. Wady: komutacja szczotek, ograniczenie prędkości, dodatkowy opór, powstawanie cząstek zużywających się (nie nadaje się do środowisk wolnych od pyłu i wybuchu)
2) Zalety i wady serwosilnika prądu przemiennego Zalety: dobra charakterystyka regulacji prędkości, płynna regulacja w całym zakresie prędkości, prawie brak oscylacji, wysoka sprawność powyżej 90%, mniejsze wytwarzanie ciepła, szybkie sterowanie, wysoka precyzja sterowania położeniem (w zależności od dokładności enkodera), znamionowa obszar roboczy Wewnątrz może osiągnąć stały moment obrotowy, niską bezwładność, niski poziom hałasu, brak zużycia szczotek i brak konserwacji (odpowiedni do środowisk wolnych od pyłu i wybuchu). Wady: Sterowanie jest bardziej skomplikowane, należy dostosować parametry sterownika na miejscu i określić parametry PID, wymagana jest także większa liczba połączeń. Obecnie serwonapędy głównego nurtu wykorzystują cyfrowe procesory sygnałowe (DSP) jako rdzeń sterujący, który może implementować stosunkowo złożone algorytmy sterowania i osiągać cyfryzację, tworzenie sieci i inteligencję. Urządzenia zasilające zazwyczaj wykorzystują obwody napędowe zaprojektowane z inteligentnymi modułami mocy (IPM) jako rdzeniem. IPM integruje obwód napędowy i posiada obwody wykrywania usterek i zabezpieczenia, takie jak przepięcie, przetężenie, przegrzanie i podnapięcie. Oprogramowanie jest również dodawane do obwodu głównego. Obwód startowy, aby zmniejszyć wpływ procesu uruchamiania na sterownik. Zespół napędowy najpierw prostuje wejściową moc trójfazową lub moc sieciową poprzez trójfazowy obwód prostownika z pełnym mostkiem, aby uzyskać odpowiedni prąd stały. Wyprostowana moc trójfazowa lub moc sieciowa jest następnie przekształcana na częstotliwość za pomocą trójfazowego sinusoidalnego falownika napięcia PWM w celu napędzania trójfazowego synchronicznego serwomotoru prądu przemiennego z magnesami trwałymi. Cały proces jednostki napędowej można po prostu powiedzieć, że jest procesem AC-DC-AC. Główny obwód topologiczny zespołu prostowniczego (AC-DC) jest trójfazowym, niesterowanym obwodem prostownika z pełnym mostkiem.
Widok rozstrzelony reduktora harmonicznych Od zaproponowania projektu pojazdu kempingowego na początku lat 80. do osiągnięcia istotnego przełomu w badaniach nad reduktorami pojazdów kempingowych w 1986 r. japońskiej firmie Nabtesco minęło 6–7 lat; oraz Nantong Zhenkang i Hengfengtai, które jako pierwsze przyniosły rezultaty w Chinach, również spędziły czas. 6-8 lat. Czy to oznacza, że nasze lokalne przedsiębiorstwa nie mają szans? Dobra wiadomość jest taka, że po kilku latach wdrażania chińskie firmy w końcu dokonały przełomu.
*Artykuł jest reprodukcją z Internetu. Prosimy o kontakt w celu usunięcia naruszenia.
Czas publikacji: 15 września 2023 r
