Промышленный роботs широко используются в промышленном производстве, например, в производстве автомобилей, электроприборов, продуктов питания и т. д. Они могут заменить повторяющиеся механические операции и представляют собой машины, которые полагаются на собственную мощность и возможности управления для выполнения различных функций. Он выдерживает команды человека, а также может работать по заранее запрограммированным программам. Теперь поговорим об основных основных компонентахпромышленный роботs.
1.Тема
Основным механизмом является основание машины и исполнительный механизм, включая большую руку, предплечье, запястье и кисть, которые составляют механическую систему с несколькими степенями свободы. Некоторые роботы также имеют механизмы ходьбы.Промышленный роботsиметь 6 степеней свободы или даже больше. Запястье обычно имеет от 1 до 3 степеней свободы движения.
2. Система привода
Система вожденияпромышленный роботsделится на три категории в зависимости от источника питания: гидравлические, пневматические и электрические. Эти три типа также могут быть объединены в составную систему привода в зависимости от требований. Или косвенно приводится в движение через механические передаточные механизмы, такие как синхронные ремни, зубчатые передачи и шестерни. Система привода имеет силовое устройство и передаточный механизм, которые служат для реализации соответствующих действий механизма. Каждый из этих трех типов основных приводных систем имеет свои особенности. В настоящее время основным направлением является система электропривода. Из-за малой инерции широко используются серводвигатели переменного и постоянного тока с большим крутящим моментом и поддерживающие их сервоприводы (преобразователи частоты переменного тока, широтно-импульсные модуляторы постоянного тока). Этот тип системы не требует преобразования энергии, прост в использовании и имеет чувствительное управление. Большинству двигателей требуется деликатный механизм передачи: редуктор. Его зубцы используют шестеренчатый преобразователь скорости, чтобы уменьшить количество обратных оборотов двигателя до необходимого количества обратных оборотов и получить больший крутящий момент устройства, тем самым снижая скорость и увеличивая крутящий момент. Когда нагрузка велика, мощность серводвигателя увеличивается вслепую. Мощность очень экономична, а выходной крутящий момент можно увеличить с помощью редуктора в подходящем диапазоне скоростей. Серводвигатели склонны к нагреву и низкочастотной вибрации при работе на низких частотах. Длительная и повторяющаяся работа не способствует обеспечению точной и надежной работы. Наличие прецизионного мотор-редуктора позволяет серводвигателю работать на подходящей скорости, повышая жесткость корпуса машины и создавая больший крутящий момент. Сегодня существует два основных редуктора: гармонический редуктор и RV-редуктор.
3. Система управления
система управления роботом— это мозг робота и основной фактор, определяющий функции и функции робота. Система управления посылает командные сигналы в приводную систему и исполнительный механизм в соответствии с входной программой и управляет ими. Основная задачапромышленный робот Технология управления заключается в контроле диапазона действий, положения и траектории, а также времени действияпромышленный роботs на рабочем месте. Он обладает характеристиками простого программирования, работы с программным меню, дружественного интерфейса взаимодействия человека с компьютером, онлайн-подсказок и удобного использования. Система контроллеров является ядром робота, и соответствующие зарубежные компании закрыты для наших экспериментов. В последние годы с развитием технологий микроэлектроники производительность микропроцессоров становилась все выше и выше, а цена становилась все дешевле и дешевле. Сейчас на рынке появились 32-битные микропроцессоры стоимостью 1-2 доллара США. Экономически эффективные микропроцессоры открыли новые возможности для разработки контроллеров роботов, что позволило разрабатывать недорогие и высокопроизводительные контроллеры роботов. Чтобы система имела достаточные вычислительные возможности и возможности хранения данных, контроллеры роботов теперь в основном состоят из мощных серий ARM, DSP, POWERPC, Intel и других чипов. Поскольку функции и функции существующих чипов общего назначения не могут полностью удовлетворить требования некоторых робототехнических систем с точки зрения цены, функциональности, интеграции и интерфейсов, это привело к возникновению спроса на технологию SoC (система на кристалле) в робототехнических системах. Процессор интегрирован с необходимыми интерфейсами, что позволяет упростить проектирование периферийных схем системы, уменьшить размер системы и снизить затраты. Например, Actel интегрирует процессорные ядра NEOS или ARM7 в свои продукты FPGA, образуя полноценную систему SoC. Что касается контроллеров робототехнических технологий, ее исследования в основном сосредоточены в США и Японии, и есть зрелые продукты, такие как американская компания DELTATAU, японская Pengli Co., Ltd. и т. д. Ее контроллер движения использует технологию DSP в качестве своей ядро и принимает открытую структуру на базе ПК. 4. Конечный эффектор Конечный эффектор — это компонент, соединенный с последним шарниром манипулятора. Обычно он используется для захвата объектов, соединения с другими механизмами и выполнения необходимых задач. Производители роботов обычно не разрабатывают и не продают концевые рабочие органы; в большинстве случаев они предоставляют только простой захват. Обычно концевой эффектор устанавливается на 6-осевой фланец робота для выполнения задач в данной среде, таких как сварка, покраска, склеивание, а также загрузка и разгрузка деталей, для выполнения которых требуются роботы.
Обзор серводвигателей Сервопривод, также известный как «сервоконтроллер» и «сервоусилитель», представляет собой контроллер, используемый для управления серводвигателями. Его функция аналогична функции преобразователя частоты обычных двигателей переменного тока, и он является частью сервосистемы. Обычно управление серводвигателем осуществляется тремя способами: по положению, скорости и крутящему моменту для достижения высокоточного позиционирования системы передачи.
1. Классификация серводвигателей Он разделен на две категории: серводвигатели постоянного и переменного тока.
Серводвигатели переменного тока подразделяются на асинхронные серводвигатели и синхронные серводвигатели. В настоящее время системы переменного тока постепенно заменяют системы постоянного тока. По сравнению с системами постоянного тока серводвигатели переменного тока обладают преимуществами высокой надежности, хорошего отвода тепла, небольшого момента инерции и способности работать под высоким давлением. Поскольку щетки и рулевые механизмы отсутствуют, сервосистема переменного тока также становится бесщеточной сервосистемой, а двигатели, используемые в ней, представляют собой асинхронные двигатели клеточного типа и синхронные двигатели с постоянными магнитами с бесщеточной структурой. 1) Серводвигатели постоянного тока делятся на коллекторные и бесщеточные.
①Коллекторные двигатели имеют низкую стоимость, простую конструкцию, большой пусковой момент, широкий диапазон скоростей, простоту управления, требуют обслуживания, но просты в обслуживании (замените угольные щетки), создают электромагнитные помехи, предъявляют требования к условиям эксплуатации и обычно используются для контроль затрат Чувствительные общепромышленные и гражданские ситуации;
②Бесщеточные двигатели имеют небольшой размер и вес, большую мощность и быструю реакцию. Они имеют высокую скорость и небольшую инерцию, стабильный крутящий момент и плавное вращение. Управление сложное и интеллектуальное. Электронный метод коммутации является гибким. Он может коммутировать с прямоугольной или синусоидальной волной. Двигатель не требует обслуживания и эффективен. Энергосбережение, небольшое электромагнитное излучение, низкое повышение температуры и длительный срок службы, подходит для различных сред.
2. Характеристики серводвигателей разных типов.
1) Преимущества и недостатки серводвигателя постоянного тока. Преимущества: точный контроль скорости, очень жесткие характеристики крутящего момента и скорости, простой принцип управления, простота в использовании и низкая цена. Недостатки: коммутация щеток, ограничение скорости, дополнительное сопротивление, образование частиц износа (не подходит для беспыльной и взрывоопасной среды).
2) Преимущества и недостатки серводвигателя переменного тока. Достоинства: хорошие скоростные характеристики, плавное управление во всем диапазоне скоростей, практически полное отсутствие колебаний, высокий КПД более 90%, меньшее тепловыделение, скоростное управление, высокая точность регулирования положения (в зависимости от точности энкодера), номинальная Рабочая зона Внутри он обеспечивает постоянный крутящий момент, низкую инерцию, низкий уровень шума, отсутствие износа щеток и не требует технического обслуживания (подходит для беспыльных и взрывоопасных сред). Недостатки: Управление более сложное, параметры драйвера необходимо настраивать на месте и определять параметры ПИД, требуется больше подключений. В настоящее время в основных сервоприводах в качестве ядра управления используются цифровые сигнальные процессоры (DSP), которые могут реализовывать относительно сложные алгоритмы управления и обеспечивать оцифровку, создание сетей и интеллект. В силовых устройствах обычно используются схемы управления, в основе которых лежат интеллектуальные силовые модули (IPM). IPM объединяет схему управления и имеет схемы обнаружения и защиты от перенапряжения, перегрузки по току, перегрева и пониженного напряжения. Программное обеспечение также добавляется в основную схему. Схема запуска для уменьшения воздействия процесса запуска на драйвер. Силовой привод сначала выпрямляет входную трехфазную мощность или мощность сети через трехфазную мостовую схему выпрямителя для получения соответствующего постоянного тока. Выпрямленная трехфазная мощность или мощность сети затем преобразуется в частоту с помощью трехфазного синусоидального инвертора напряжения ШИМ для приведения в действие трехфазного синхронного серводвигателя переменного тока с постоянными магнитами. Весь процесс силового привода можно просто назвать процессом AC-DC-AC. Основная топологическая схема выпрямительного блока (AC-DC) представляет собой трехфазную мостовую неуправляемую схему выпрямителя.
Разобранный вид гармонического редуктора Японской компании Nabtesco потребовалось 6-7 лет от предложения конструкции автофургона в начале 1980-х годов до существенного прорыва в исследованиях редукторов автодомов в 1986 году; и Наньтун Чжэнькан и Хэнфэнтай, которые первыми добились результатов в Китае, также потратили время. 6-8 лет. Означает ли это, что у наших местных предприятий нет возможностей? Хорошей новостью является то, что после нескольких лет внедрения китайские компании наконец добились некоторых прорывов.
*Статья воспроизведена из Интернета, пожалуйста, свяжитесь с нами для удаления нарушения.
Время публикации: 15 сентября 2023 г.
