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 wykorzystują własną moc i możliwości sterowania, aby realizować różne funkcje. Są odporne na polecenia człowieka i mogą również działać zgodnie z zaprogramowanymi programami. Teraz omówimy podstawowe główne komponenty.robot przemysłowys.
1.Temat
Głównym mechanizmem jest podstawa maszyny i mechanizm napędowy, obejmujący duże ramię, przedramię, nadgarstek i dłoń, które tworzą układ mechaniczny o wielu stopniach swobody. Niektóre roboty posiadają również mechanizmy kroczące.Robot przemysłowysMają 6 stopni swobody lub nawet więcej. Nadgarstek ma zazwyczaj od 1 do 3 stopni swobody ruchu.
2. Układ napędowy
Układ napędowyrobot przemysłowysZe względu na źródło zasilania, napędy dzielą się na trzy kategorie: hydrauliczne, pneumatyczne i elektryczne. Te trzy typy można również łączyć w złożone układy napędowe, w zależności od potrzeb. Napędy mogą być również pośrednio napędzane za pomocą mechanicznych mechanizmów przekładniowych, takich jak pasy synchroniczne, przekładnie zębate i przekładnie zębate. Układ napędowy składa się z urządzenia zasilającego i mechanizmu przekładniowego, które służą do realizacji odpowiednich funkcji mechanizmu. Każdy z tych trzech typów podstawowych układów napędowych ma swoje własne cechy charakterystyczne. Obecnie dominującym typem jest elektryczny układ napędowy. Ze względu na niską bezwładność i duży moment obrotowy serwosilniki prądu przemiennego i stałego oraz wspomagające je serwonapędy (przetwornice częstotliwości prądu przemiennego, modulatory szerokości impulsu prądu stałego) są szeroko stosowane. Tego typu układy nie wymagają konwersji energii, są łatwe w obsłudze i charakteryzują się precyzyjnym sterowaniem. Większość silników wymaga delikatnego mechanizmu przekładniowego: reduktora. Jego zęby wykorzystują przekładnię zębatą, aby zmniejszyć liczbę obrotów wstecznych silnika do wymaganej liczby obrotów wstecznych i uzyskać urządzenie o większym momencie obrotowym, zmniejszając w ten sposób prędkość i zwiększając moment obrotowy. Przy dużym obciążeniu serwosilnik jest bezstopniowo zwiększany. Moc jest bardzo ekonomiczna, a moment wyjściowy można zwiększyć za pomocą reduktora w odpowiednim zakresie prędkości. Serwosilniki są podatne na nagrzewanie się i drgania o niskiej częstotliwości podczas pracy przy niskich częstotliwościach. Długotrwała i powtarzalna praca nie sprzyja zapewnieniu dokładnej i niezawodnej pracy. Obecność precyzyjnego silnika redukcyjnego pozwala serwosilnikowi pracować z odpowiednią prędkością, wzmacniając sztywność korpusu maszyny i generując większy moment obrotowy. Obecnie na rynku dostępne są dwa główne reduktory: reduktory harmonicznych i reduktory RV.
3.System sterowania
Tensystem sterowania robotemJest mózgiem robota i głównym czynnikiem determinującym jego funkcje i zadania. System sterowania wysyła sygnały sterujące do układu napędowego i mechanizmu wykonawczego zgodnie z programem wejściowym i steruje nimi. Głównym zadaniemrobot przemysłowy technologia sterowania ma na celu kontrolowanie zakresu aktywności, postawy i trajektorii oraz czasu działaniarobot przemysłowyw przestrzeni roboczej. Cechuje się prostym programowaniem, obsługą menu oprogramowania, przyjaznym interfejsem interakcji człowiek-komputer, komunikatami online i wygodą użytkowania. System sterowania stanowi rdzeń robota, a odpowiednie firmy zagraniczne są ściśle związane z naszymi eksperymentami. W ostatnich latach, wraz z rozwojem technologii mikroelektronicznej, wydajność mikroprocesorów stale rosła, a ich ceny spadały. Obecnie na rynku pojawiły się 32-bitowe mikroprocesory kosztujące 1-2 dolary amerykańskie. Ekonomiczne mikroprocesory otworzyły nowe możliwości rozwoju sterowników robotów, umożliwiając tworzenie tanich i wydajnych kontrolerów robotów. Aby zapewnić systemowi wystarczającą moc obliczeniową i pamięć masową, kontrolery robotów składają się obecnie głównie z wydajnych układów z serii ARM, DSP, POWERPC, Intel i innych. Ponieważ funkcje i funkcje istniejących układów scalonych ogólnego przeznaczenia nie mogą w pełni sprostać wymaganiom niektórych systemów robotycznych pod względem ceny, funkcjonalności, integracji i interfejsów, doprowadziło to do wzrostu popytu 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 Actel integruje rdzenie procesorów NEOS lub ARM7 w swoich produktach FPGA, tworząc kompletny system SoC. Jeśli chodzi o kontrolery technologii robotycznych, jego badania koncentrują się głównie w Stanach Zjednoczonych i Japonii, a istnieją dojrzałe produkty, takie jak amerykańska firma DELTATAU, japońska Pengli Co., Ltd. itp. Jego kontroler ruchu wykorzystuje technologię DSP jako swój rdzeń i przyjmuje otwartą strukturę opartą na komputerze PC. 4. Efektor końcowy Efektor końcowy to element połączony z ostatnim przegubem manipulatora. Służy on zazwyczaj do chwytania przedmiotów, łączenia z innymi mechanizmami i wykonywania wymaganych zadań. Producenci robotów zazwyczaj nie projektują ani nie sprzedają efektorów końcowych; w większości przypadków dostarczają jedynie prosty chwytak. Zazwyczaj efektor końcowy jest instalowany na 6-osiowym kołnierzu robota w celu wykonywania zadań w danym środowisku, takich jak spawanie, malowanie, klejenie oraz załadunek i rozładunek części, które są zadaniami wymagającymi robotów.
Przegląd silników serwo Serwosterownik, znany również jako „regulator serwomechanizmu” i „wzmacniacz serwomechanizmu”, to sterownik służący do sterowania serwosilnikami. Jego funkcja jest podobna do funkcji przetwornicy częstotliwości w zwykłych silnikach prądu przemiennego i stanowi część układu serwo. Zasadniczo serwosilnik jest sterowany za pomocą trzech metod: położenia, prędkości i momentu obrotowego, co pozwala na uzyskanie precyzyjnego pozycjonowania układu przekładni.
1. Klasyfikacja silników serwo Dzieli się na dwie kategorie: silniki serwo prądu stałego i przemiennego.
Serwosilniki prądu przemiennego dzielą się na serwosilniki asynchroniczne i serwosilniki synchroniczne. Obecnie systemy prądu przemiennego stopniowo zastępują systemy prądu stałego. W porównaniu z systemami prądu stałego, serwosilniki prądu przemiennego charakteryzują się wysoką niezawodnością, dobrym odprowadzaniem ciepła, małym momentem bezwładności oraz możliwością pracy pod wysokim ciśnieniem. Ze względu na brak szczotek i przekładni kierowniczych, serwosilniki prądu przemiennego stają się również serwosilnikami bezszczotkowymi, a stosowane w nich silniki to asynchroniczne silniki klatkowe oraz silniki synchroniczne z magnesami trwałymi o konstrukcji bezszczotkowej. 1) Silniki serwo prądu stałego dzielą się na szczotkowe i bezszczotkowe
①Silniki szczotkowe są tanie, mają 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 kontroli kosztów. Wrażliwe ogólne zastosowania przemysłowe i cywilne;
②Silniki bezszczotkowe charakteryzują się niewielkimi rozmiarami i niską wagą, dużą mocą wyjściową i szybką reakcją. Charakteryzują się wysoką prędkością obrotową i małą bezwładnością, stabilnym momentem obrotowym i płynną pracą. Sterowanie jest złożone i inteligentne. Elektroniczna metoda komutacji jest elastyczna. Komutacja może odbywać się zarówno z przebiegiem prostokątnym, jak i sinusoidalnym. Silnik jest bezobsługowy i wydajny. Energooszczędny, charakteryzuje się niskim promieniowaniem elektromagnetycznym, niskim wzrostem temperatury i długą żywotnością, co czyni go odpowiednim do pracy w różnych warunkach.
2. Charakterystyka różnych typów silników serwo
1) Zalety i wady serwosilnika prądu stałego Zalety: precyzyjna regulacja prędkości, bardzo dobre parametry momentu obrotowego i prędkości, prosta zasada sterowania, łatwość użytkowania i niska cena. Wady: komutacja szczotkowa, ograniczenie prędkości, dodatkowy opór, generowanie cząstek ściernych (nie nadaje się do środowisk wolnych od pyłu i zagrożonych wybuchem)
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, regulacja dużej prędkości, wysoka precyzja regulacji położenia (zależna od dokładności enkodera), znamionowy obszar roboczy. W obrębie obszaru roboczego może osiągnąć stały moment obrotowy, niską bezwładność, niski poziom hałasu, brak zużycia szczotek i brak konieczności konserwacji (nadaje się do środowisk wolnych od pyłu i zagrożonych wybuchem). Wady: Sterowanie jest bardziej skomplikowane, parametry sterownika należy dostosować na miejscu, a parametry PID muszą zostać określone. Wymagana jest większa liczba połączeń. Obecnie popularne serwonapędy wykorzystują cyfrowe procesory sygnałowe (DSP) jako rdzeń sterujący, który może implementować stosunkowo złożone algorytmy sterowania oraz osiągać digitalizację, łączność sieciową i inteligencję. Urządzenia zasilające zazwyczaj wykorzystują obwody napędowe zaprojektowane z inteligentnymi modułami mocy (IPM) jako rdzeń. IPM integruje obwód napędowy i posiada obwody wykrywania usterek oraz zabezpieczenia, takie jak przepięcie, przetężenie, przegrzanie i niedobór napięcia. Oprogramowanie jest również dodawane do obwodu głównego. Obwód rozruchowy zmniejsza wpływ procesu rozruchu na sterownik. Jednostka napędowa najpierw prostuje wejściowe napięcie trójfazowe lub sieciowe poprzez trójfazowy układ prostownika mostkowego, aby uzyskać odpowiedni prąd stały. Wyprostowane napięcie trójfazowe lub sieciowe jest następnie przetwarzane na częstotliwość przez trójfazowy sinusoidalny falownik napięcia PWM w celu sterowania trójfazowym synchronicznym serwosilnikiem prądu przemiennego z magnesami trwałymi. Cały proces jednostki napędowej można po prostu określić jako proces AC-DC-AC. Głównym obwodem topologicznym układu prostowniczego (AC-DC) jest trójfazowy, niesterowany układ prostownika pełnomostkowego.
Widok rozstrzelony reduktora harmonicznych Japońskiej firmie Nabtesco zajęło 6-7 lat od zaproponowania projektu RV na początku lat 80. do osiągnięcia znaczącego przełomu w badaniach nad reduktorami RV w 1986 roku; Nantong Zhenkang i Hengfengtai, które jako pierwsze osiągnęły wyniki w Chinach, również poświęciły na to czas. 6-8 lat. Czy to oznacza, że nasze lokalne przedsiębiorstwa nie mają żadnych szans? Dobra wiadomość jest taka, że po kilku latach wdrażania chińskie firmy w końcu dokonały pewnych przełomów.
*Artykuł został skopiowany z Internetu, prosimy o kontakt w celu usunięcia naruszenia.
Czas publikacji: 15.09.2023
