Промисловий роботs широко використовуються в промисловому виробництві, такому як автомобільне виробництво, виробництво електроприладів, харчових продуктів тощо. Вони можуть замінити повторювані механічні операції та є машинами, які покладаються на власну потужність та можливості керування для виконання різних функцій. Вони можуть витримувати людські команди, а також працювати за заздалегідь запрограмованими програмами. Тепер ми поговоримо про основні компоненти...промисловий роботs.
1. Тема
Основним механізмом є основа машини та виконавчий механізм, що включає велику руку, передпліччя, зап'ястя та кисть, які утворюють механічну систему з кількома ступенями свободи. Деякі роботи також мають механізми ходьби.Промисловий роботsмають 6 ступенів свободи або навіть більше. Зап'ястя зазвичай має від 1 до 3 ступенів свободи руху.
2. Система приводу
Система керуванняпромисловий роботsподіляється на три категорії залежно від джерела живлення: гідравлічний, пневматичний та електричний. Ці три типи також можуть бути об'єднані в складену систему приводу залежно від потреб. Або опосередковано приводяться в рух за допомогою механічних передавальних механізмів, таких як синхронні ремені, зубчасті передачі та шестерні. Система приводу має силовий пристрій та передавальний механізм, які використовуються для реалізації відповідних дій механізму. Кожен з цих трьох типів основних систем приводу має свої власні характеристики. Сучасним мейнстрімом є система електричного приводу. Завдяки низькій інерції, серводвигуни змінного та постійного струму з великим крутним моментом та їх допоміжні сервоприводи (перетворювачі частоти змінного струму, модулятори ширини імпульсів постійного струму) широко використовуються. Цей тип системи не потребує перетворення енергії, простий у використанні та має чутливе керування. Більшість двигунів потребують делікатного передавального механізму: редуктора. Його зубці використовують перетворювач швидкості передачі, щоб зменшити кількість зворотних обертів двигуна до необхідної кількості зворотних обертів та отримати більший крутний момент, тим самим зменшуючи швидкість та збільшуючи крутний момент. Коли навантаження велике, серводвигун плавно збільшується. Потужність є дуже економічно ефективною, а вихідний крутний момент можна збільшити за допомогою редуктора в межах відповідного діапазону швидкостей. Серводвигуни схильні до нагрівання та низькочастотної вібрації під час роботи на низьких частотах. Тривала та повторювана робота не сприяє забезпеченню точної та надійної роботи. Існування прецизійного редуктора дозволяє серводвигуну працювати з відповідною швидкістю, зміцнюючи жорсткість корпусу машини та забезпечуючи більший крутний момент. Сьогодні існує два основних редуктори: гармонійний редуктор та редуктор RV.
3. Система управління
Theсистема керування роботомє мозком робота та головним фактором, що визначає функції та можливості робота. Система керування надсилає командні сигнали до системи керування та виконавчого механізму відповідно до вхідної програми та керує ними. Основне завданняпромисловий робот Технологія управління полягає в контролі діапазону дій, пози та траєкторії руху, а також часу діїпромисловий роботу робочому просторі. Він має такі характеристики, як просте програмування, управління меню програмного забезпечення, зручний інтерфейс взаємодії людини з комп'ютером, онлайн-підказки та зручність використання. Система контролера є ядром робота, і відповідні іноземні компанії тісно пов'язані з нашими експериментами. В останні роки, з розвитком мікроелектронних технологій, продуктивність мікропроцесорів стала все вищою, а ціна - все дешевшою. Зараз на ринку з'явилися 32-бітні мікропроцесори вартістю 1-2 долари США. Економічно ефективні мікропроцесори відкрили нові можливості для розвитку контролерів роботів, що дозволило розробляти недорогі, високопродуктивні контролери роботів. Щоб забезпечити систему достатніми обчислювальними та накопичувальними можливостями, контролери роботів зараз здебільшого складаються з потужних мікросхем серії ARM, серії DSP, серії POWERPC, серії Intel та інших. Оскільки функції та можливості існуючих універсальних мікросхем не можуть повністю задовольнити вимоги деяких робототехнічних систем з точки зору ціни, функціональності, інтеграції та інтерфейсів, це призвело до попиту на технологію SoC (система на кристалі) в робототехнічних системах. Процесор інтегрований з необхідними інтерфейсами, що може спростити проектування периферійних схем системи, зменшити розмір системи та знизити витрати. Наприклад, Actel інтегрує процесорні ядра NEOS або ARM7 у свої продукти FPGA, формуючи повноцінну SoC-систему. Що стосується контролерів робототехнічних технологій, то їхні дослідження в основному зосереджені в Сполучених Штатах та Японії, і є зрілі продукти, такі як американська компанія DELTATAU, японська Pengli Co., Ltd. тощо. Їхній контролер руху використовує технологію DSP як основу та використовує відкриту структуру на базі ПК. 4. Кінцевий ефектор Кінцевий ефектор – це компонент, з'єднаний з останнім шарніром маніпулятора. Зазвичай він використовується для захоплення об'єктів, з'єднання з іншими механізмами та виконання необхідних завдань. Виробники роботів, як правило, не розробляють і не продають кінцеві ефектори; у більшості випадків вони пропонують лише простий захоплювач. Зазвичай кінцевий ефектор встановлюється на 6-осьовому фланці робота для виконання завдань у заданому середовищі, таких як зварювання, фарбування, склеювання, а також завантаження та розвантаження деталей, які є завданнями, для виконання яких потрібні роботи.
Огляд серводвигунів Сервопривід, також відомий як «сервоконтролер» та «сервопідсилювач», — це контролер, який використовується для керування серводвигунами. Його функція подібна до функції перетворювача частоти у звичайних двигунах змінного струму, і він є частиною сервосистеми. Як правило, серводвигун керується трьома способами: положенням, швидкістю та крутним моментом для досягнення високоточної позиціонування системи передачі.
1. Класифікація серводвигунів Він поділяється на дві категорії: серводвигуни постійного струму та змінного струму.
Серводвигуни змінного струму також поділяються на асинхронні серводвигуни та синхронні серводвигуни. Наразі системи змінного струму поступово замінюють системи постійного струму. Порівняно з системами постійного струму, серводвигуни змінного струму мають такі переваги, як висока надійність, хороша тепловіддача, малий момент інерції та здатність працювати під високим тиском. Оскільки немає щіток та рульових механізмів, сервосистема змінного струму також є безщітковою сервосистемою, а двигуни, що використовуються в ній, - це асинхронні двигуни кліткового типу та синхронні двигуни з постійними магнітами з безщітковою структурою. 1) Серводвигуни постійного струму поділяються на щіткові та безщіткові.
①Щіткові двигуни мають низьку вартість, просту структуру, великий пусковий момент, широкий діапазон швидкостей, просте керування, потребують технічного обслуговування, але їх легко обслуговувати (замінювати вугільні щітки), створюють електромагнітні перешкоди, мають вимоги до середовища використання та зазвичай використовуються для контролю витрат у чутливих загальнопромислових та цивільних ситуаціях;
②Безщіткові двигуни мають невеликі розміри та вагу, велику потужність та швидку реакцію. Вони мають високу швидкість та малу інерцію, стабільний крутний момент та плавне обертання. Керування складне та інтелектуальне. Метод електронної комутації гнучкий. Він може комутувати за допомогою прямокутної або синусоїдальної форми. Двигун не потребує обслуговування та ефективний. Енергозберігаючий, має мале електромагнітне випромінювання, низьке підвищення температури та тривалий термін служби, підходить для різних середовищ.
2. Характеристики різних типів серводвигунів
1) Переваги та недоліки серводвигуна постійного струму Переваги: точне керування швидкістю, дуже жорсткі характеристики крутного моменту та швидкості, простий принцип керування, легкість у використанні та низька ціна. Недоліки: комутація щіток, обмеження швидкості, додатковий опір, утворення частинок зносу (не підходить для використання в безпилових та вибухонебезпечних середовищах)
2) Переваги та недоліки серводвигуна змінного струму Переваги: хороші характеристики керування швидкістю, плавне керування у всьому діапазоні швидкостей, майже повна відсутність коливань, високий ККД понад 90%, менше тепловиділення, високошвидкісне керування, високоточне керування положенням (залежно від точності енкодера), номінальна робоча область. У межах цього діапазону можна досягти постійного крутного моменту, низької інерції, низького рівня шуму, відсутності зносу щіток та відсутності потреби в обслуговуванні (підходить для використання в середовищах без пилу та вибухонебезпечних середовищах). Недоліки: керування складніше, параметри драйвера потрібно налаштовувати на місці та визначати параметри ПІД-регулятора, а також потрібно більше з'єднань. Наразі, основні сервоприводи використовують цифрові сигнальні процесори (DSP) як ядро керування, які можуть реалізовувати відносно складні алгоритми керування та досягати цифровізації, мережевого зв'язку та інтелекту. Силові пристрої зазвичай використовують схеми приводів, розроблені з інтелектуальними силовими модулями (IPM) як ядром. IPM інтегрує схему приводу та має схеми виявлення та захисту від несправностей, таких як перенапруга, перевантаження по струму, перегрів та знижена напруга. До основної схеми також додано програмне забезпечення. Схема запуску зменшує вплив процесу запуску на драйвер. Силовий привод спочатку випрямляє вхідну трифазну напругу або мережеву напругу через трифазну повномостову випрямну схему для отримання відповідного постійного струму. Випрямлена трифазна напруга або мережева напруга потім перетворюється на частоту за допомогою трифазного синусоїдального ШІМ-інвертора напруги для керування трифазним синхронним серводвигуном змінного струму з постійними магнітами. Весь процес силового приводу можна просто назвати процесом AC-DC-AC. Основна топологічна схема випрямного блоку (AC-DC) являє собою трифазну повномостову некеровану випрямну схему.
Розгорнутий вигляд редуктора гармонік Японській компанії Nabtesco знадобилося 6-7 років від пропозиції конструкції автофургона на початку 1980-х років до досягнення суттєвого прориву в дослідженнях редукторів для автофургонів у 1986 році; а компанії Nantong Zhenkang та Hengfengtai, які першими отримали результати в Китаї, також витратили час. 6-8 років. Чи означає це, що наші місцеві підприємства не мають можливостей? Гарна новина полягає в тому, що після кількох років розгортання китайські компанії нарешті зробили деякі прориви.
*Стаття взята з Інтернету, будь ласка, зв'яжіться з нами для видалення інформації про порушення.
Час публікації: 15 вересня 2023 р.
