Βιομηχανικό ρομπότs χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανική κατασκευή, όπως η αυτοκινητοβιομηχανία, οι ηλεκτρικές συσκευές, τα τρόφιμα κ.λπ. Μπορούν να αντικαταστήσουν επαναλαμβανόμενες μηχανικές λειτουργίες και είναι μηχανές που βασίζονται στη δική τους ισχύ και δυνατότητες ελέγχου για την επίτευξη διαφόρων λειτουργιών. Μπορούν να αντέξουν την ανθρώπινη εντολή και μπορούν επίσης να λειτουργήσουν σύμφωνα με προγραμματισμένα προγράμματα. Τώρα θα μιλήσουμε για τα βασικά κύρια εξαρτήματα τουβιομηχανικό ρομπότs.
1. Θέμα
Ο κύριος μηχανισμός είναι η βάση της μηχανής και ο μηχανισμός ενεργοποίησης, που περιλαμβάνει το μεγάλο χέρι, το αντιβράχιο, τον καρπό και το χέρι, τα οποία αποτελούν ένα μηχανικό σύστημα πολλαπλών βαθμών ελευθερίας. Ορισμένα ρομπότ διαθέτουν επίσης μηχανισμούς βάδισης.Βιομηχανικό ρομπότsέχουν 6 βαθμούς ελευθερίας ή και περισσότερους. Ο καρπός έχει γενικά 1 έως 3 βαθμούς ελευθερίας κίνησης.
2. Σύστημα κίνησης
Το σύστημα οδήγησης τουβιομηχανικό ρομπότsΧωρίζεται σε τρεις κατηγορίες ανάλογα με την πηγή ενέργειας: υδραυλική, πνευματική και ηλεκτρική. Αυτοί οι τρεις τύποι μπορούν επίσης να συνδυαστούν σε ένα σύνθετο σύστημα κίνησης με βάση τις απαιτήσεις. Ή να κινούνται έμμεσα μέσω μηχανικών μηχανισμών μετάδοσης κίνησης, όπως σύγχρονοι ιμάντες, συστήματα γραναζιών και γρανάζια. Το σύστημα κίνησης διαθέτει μια διάταξη ισχύος και έναν μηχανισμό μετάδοσης κίνησης, τα οποία χρησιμοποιούνται για την υλοποίηση των αντίστοιχων ενεργειών του μηχανισμού. Κάθε ένας από αυτούς τους τρεις τύπους βασικών συστημάτων κίνησης έχει τα δικά του χαρακτηριστικά. Η τρέχουσα κύρια τάση είναι το ηλεκτρικό σύστημα κίνησης. Λόγω της χαμηλής αδράνειας, οι σερβοκινητήρες AC και DC μεγάλης ροπής και οι υποστηρικτικοί σερβοκινητήρες τους (μετατροπείς συχνότητας AC, διαμορφωτές πλάτους παλμού DC) χρησιμοποιούνται ευρέως. Αυτός ο τύπος συστήματος δεν απαιτεί μετατροπή ενέργειας, είναι εύκολος στη χρήση και έχει ευαίσθητο έλεγχο. Οι περισσότεροι κινητήρες απαιτούν έναν ευαίσθητο μηχανισμό μετάδοσης: έναν μειωτήρα. Τα δόντια του χρησιμοποιούν έναν μετατροπέα ταχύτητας γραναζιών για να μειώσουν τον αριθμό των αντίστροφων περιστροφών του κινητήρα στον απαιτούμενο αριθμό αντίστροφων περιστροφών και να επιτύχουν μια μεγαλύτερη συσκευή ροπής, μειώνοντας έτσι την ταχύτητα και αυξάνοντας τη ροπή. Όταν το φορτίο είναι μεγάλο, ο σερβοκινητήρας αυξάνεται τυφλά. Η ισχύς είναι πολύ οικονομική και η ροπή εξόδου μπορεί να αυξηθεί μέσω ενός μειωτήρα εντός ενός κατάλληλου εύρους στροφών. Οι σερβοκινητήρες είναι επιρρεπείς σε θερμότητα και κραδασμούς χαμηλής συχνότητας όταν λειτουργούν σε χαμηλές συχνότητες. Η μακροχρόνια και επαναλαμβανόμενη εργασία δεν ευνοεί την εξασφάλιση ακριβούς και αξιόπιστης λειτουργίας. Η ύπαρξη του κινητήρα ακριβούς μείωσης επιτρέπει στον σερβοκινητήρα να λειτουργεί με κατάλληλη ταχύτητα, ενισχύοντας την ακαμψία του σώματος της μηχανής και αποδίδοντας μεγαλύτερη ροπή. Υπάρχουν δύο κύριοι μειωτήρες σήμερα: ο αρμονικός μειωτήρας και ο μειωτήρας RV.
3. Σύστημα ελέγχου
Οσύστημα ελέγχου ρομπότείναι ο εγκέφαλος του ρομπότ και ο κύριος παράγοντας που καθορίζει τις λειτουργίες και τις λειτουργίες του ρομπότ. Το σύστημα ελέγχου στέλνει σήματα εντολών στο σύστημα οδήγησης και στον μηχανισμό εκτέλεσης σύμφωνα με το πρόγραμμα εισόδου και τα ελέγχει. Το κύριο καθήκον τουβιομηχανικό ρομπότ Η τεχνολογία ελέγχου είναι ο έλεγχος του εύρους των δραστηριοτήτων, της στάσης και της τροχιάς, καθώς και του χρόνου δράσης.βιομηχανικό ρομπότs στον χώρο εργασίας. Έχει τα χαρακτηριστικά του απλού προγραμματισμού, της λειτουργίας του μενού λογισμικού, της φιλικής διεπαφής αλληλεπίδρασης ανθρώπου-υπολογιστή, των ηλεκτρονικών προτροπών λειτουργίας και της άνετης χρήσης. Το σύστημα ελέγχου είναι ο πυρήνας του ρομπότ και οι σχετικές ξένες εταιρείες είναι πολύ κοντά στα πειράματά μας. Τα τελευταία χρόνια, με την ανάπτυξη της μικροηλεκτρονικής τεχνολογίας, η απόδοση των μικροεπεξεργαστών έχει γίνει όλο και υψηλότερη και η τιμή έχει γίνει όλο και φθηνότερη. Τώρα, έχουν εμφανιστεί στην αγορά μικροεπεξεργαστές 32-bit με κόστος 1-2 δολάρια ΗΠΑ. Οι οικονομικά αποδοτικοί μικροεπεξεργαστές έχουν προσφέρει νέες ευκαιρίες ανάπτυξης στους ελεγκτές ρομπότ, καθιστώντας δυνατή την ανάπτυξη χαμηλού κόστους και υψηλής απόδοσης ελεγκτών ρομπότ. Προκειμένου το σύστημα να έχει επαρκείς δυνατότητες υπολογισμού και αποθήκευσης, οι ελεγκτές ρομπότ αποτελούνται πλέον κυρίως από ισχυρές σειρές ARM, σειρές DSP, σειρές POWERPC, σειρές Intel και άλλα τσιπ. Δεδομένου ότι οι λειτουργίες και οι λειτουργίες των υπαρχόντων τσιπ γενικής χρήσης δεν μπορούν να καλύψουν πλήρως τις απαιτήσεις ορισμένων ρομποτικών συστημάτων όσον αφορά την τιμή, τη λειτουργικότητα, την ενσωμάτωση και τις διεπαφές, αυτό έχει οδηγήσει στη ζήτηση για τεχνολογία SoC (System on Chip) σε ρομποτικά συστήματα. Ο επεξεργαστής είναι ενσωματωμένος με τις απαιτούμενες διεπαφές, οι οποίες μπορούν να απλοποιήσουν τον σχεδιασμό των περιφερειακών κυκλωμάτων του συστήματος, να μειώσουν το μέγεθος του συστήματος και το κόστος. Για παράδειγμα, η Actel ενσωματώνει πυρήνες επεξεργαστών NEOS ή ARM7 στα προϊόντα FPGA της για να σχηματίσει ένα πλήρες σύστημα SoC. Όσον αφορά τους ελεγκτές τεχνολογίας ρομπότ, η έρευνά της επικεντρώνεται κυρίως στις Ηνωμένες Πολιτείες και την Ιαπωνία, και υπάρχουν ώριμα προϊόντα, όπως η αμερικανική εταιρεία DELTATAU, η ιαπωνική Pengli Co., Ltd. κ.λπ. Ο ελεγκτής κίνησης της χρησιμοποιεί την τεχνολογία DSP ως πυρήνα του και υιοθετεί μια ανοιχτή δομή που βασίζεται σε υπολογιστή. 4. Τελικός τελεστής Ο ακραίος τελεστής είναι ένα εξάρτημα που συνδέεται με την τελευταία άρθρωση του χειριστή. Χρησιμοποιείται γενικά για την αρπαγή αντικειμένων, τη σύνδεση με άλλους μηχανισμούς και την εκτέλεση απαιτούμενων εργασιών. Οι κατασκευαστές ρομπότ γενικά δεν σχεδιάζουν ούτε πωλούν ακραίους τελεστές. Στις περισσότερες περιπτώσεις, παρέχουν μόνο μια απλή λαβή. Συνήθως ο ακραίος τελεστής εγκαθίσταται στην φλάντζα 6 αξόνων του ρομπότ για την ολοκλήρωση εργασιών σε ένα δεδομένο περιβάλλον, όπως συγκόλληση, βαφή, κόλληση και φόρτωση και εκφόρτωση εξαρτημάτων, οι οποίες είναι εργασίες που απαιτούν την ολοκλήρωση των ρομπότ.
Επισκόπηση των σερβοκινητήρων Ο σερβοκινητήρας, γνωστός και ως "σερβοελεγκτής" και "σερβοενισχυτής", είναι ένας ελεγκτής που χρησιμοποιείται για τον έλεγχο σερβοκινητήρων. Η λειτουργία του είναι παρόμοια με αυτή ενός μετατροπέα συχνότητας σε συνηθισμένους κινητήρες AC και αποτελεί μέρος του σερβοσυστήματος. Γενικά, ο σερβοκινητήρας ελέγχεται μέσω τριών μεθόδων: θέση, ταχύτητα και ροπή για την επίτευξη υψηλής ακρίβειας τοποθέτησης του συστήματος μετάδοσης.
1. Ταξινόμηση σερβοκινητήρων Χωρίζεται σε δύο κατηγορίες: σερβοκινητήρες συνεχούς ρεύματος και εναλλασσόμενου ρεύματος.
Οι σερβοκινητήρες AC διαιρούνται περαιτέρω σε ασύγχρονους σερβοκινητήρες και σύγχρονους σερβοκινητήρες. Προς το παρόν, τα συστήματα AC αντικαθιστούν σταδιακά τα συστήματα DC. Σε σύγκριση με τα συστήματα DC, οι σερβοκινητήρες AC έχουν τα πλεονεκτήματα της υψηλής αξιοπιστίας, της καλής απαγωγής θερμότητας, της μικρής ροπής αδράνειας και της ικανότητας λειτουργίας υπό υψηλή πίεση. Επειδή δεν υπάρχουν ψήκτρες και γρανάζια διεύθυνσης, το σερβοσύστημα AC γίνεται επίσης ένα σερβοσύστημα χωρίς ψήκτρες και οι κινητήρες που χρησιμοποιούνται σε αυτό είναι ασύγχρονοι κινητήρες τύπου κλουβιού και σύγχρονοι κινητήρες μόνιμου μαγνήτη με δομή χωρίς ψήκτρες. 1) Οι σερβοκινητήρες συνεχούς ρεύματος χωρίζονται σε κινητήρες με ψήκτρες και κινητήρες χωρίς ψήκτρες
①Οι κινητήρες με ψήκτρες έχουν χαμηλό κόστος, απλή δομή, μεγάλη ροπή εκκίνησης, ευρύ φάσμα στροφών, εύκολο έλεγχο, απαιτούν συντήρηση, αλλά είναι εύκολο στη συντήρηση (αντικατάσταση ψηκτρών άνθρακα), παράγουν ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές, έχουν απαιτήσεις στο περιβάλλον χρήσης και συνήθως χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο του κόστους. Ευαίσθητες γενικές βιομηχανικές και αστικές καταστάσεις.
②Οι κινητήρες χωρίς ψήκτρες είναι μικροί σε μέγεθος και ελαφριοί σε βάρος, με μεγάλη απόδοση και γρήγορη απόκριση. Έχουν υψηλή ταχύτητα και μικρή αδράνεια, σταθερή ροπή και ομαλή περιστροφή. Ο έλεγχος είναι πολύπλοκος και έξυπνος. Η ηλεκτρονική μέθοδος μεταγωγής είναι ευέλικτη. Μπορεί να μετάγεται με τετραγωνικό ή ημιτονοειδές κύμα. Ο κινητήρας δεν απαιτεί συντήρηση και είναι αποδοτικός. Εξοικονόμηση ενέργειας, μικρή ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, χαμηλή αύξηση θερμοκρασίας και μεγάλη διάρκεια ζωής, κατάλληλος για διάφορα περιβάλλοντα.
2. Χαρακτηριστικά διαφορετικών τύπων σερβοκινητήρων
1) Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του σερβοκινητήρα DC Πλεονεκτήματα: ακριβής έλεγχος ταχύτητας, πολύ σκληρά χαρακτηριστικά ροπής και ταχύτητας, απλή αρχή ελέγχου, εύκολο στη χρήση και φθηνή τιμή. Μειονεκτήματα: μεταγωγή ψήκτρας, όριο ταχύτητας, πρόσθετη αντίσταση, δημιουργία σωματιδίων φθοράς (δεν είναι κατάλληλο για περιβάλλοντα χωρίς σκόνη και εκρηκτικά)
2) Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του σερβοκινητήρα AC Πλεονεκτήματα: καλά χαρακτηριστικά ελέγχου ταχύτητας, ομαλός έλεγχος σε ολόκληρο το εύρος στροφών, σχεδόν καθόλου ταλάντωση, υψηλή απόδοση άνω του 90%, λιγότερη παραγωγή θερμότητας, έλεγχος υψηλής ταχύτητας, έλεγχος θέσης υψηλής ακρίβειας (ανάλογα με την ακρίβεια του κωδικοποιητή), ονομαστική περιοχή λειτουργίας. Εντός, μπορεί να επιτύχει σταθερή ροπή, χαμηλή αδράνεια, χαμηλό θόρυβο, καμία φθορά στις βούρτσες και χωρίς συντήρηση (κατάλληλο για περιβάλλοντα χωρίς σκόνη και εκρηκτικά). Μειονεκτήματα: Ο έλεγχος είναι πιο περίπλοκος, οι παράμετροι του οδηγού πρέπει να ρυθμιστούν επί τόπου και οι παράμετροι PID να καθοριστούν, και απαιτούνται περισσότερες συνδέσεις. Επί του παρόντος, οι κύριοι σερβοκινητήρες χρησιμοποιούν επεξεργαστές ψηφιακού σήματος (DSP) ως πυρήνα ελέγχου, οι οποίοι μπορούν να εφαρμόσουν σχετικά πολύπλοκους αλγόριθμους ελέγχου και να επιτύχουν ψηφιοποίηση, δικτύωση και νοημοσύνη. Οι συσκευές ισχύος χρησιμοποιούν γενικά κυκλώματα οδήγησης σχεδιασμένα με έξυπνες μονάδες ισχύος (IPM) ως πυρήνα. Το IPM ενσωματώνει το κύκλωμα οδήγησης και διαθέτει κυκλώματα ανίχνευσης και προστασίας σφαλμάτων, όπως υπέρταση, υπερένταση, υπερθέρμανση και υποτάση. Προστίθεται επίσης λογισμικό στο κύριο κύκλωμα. Κύκλωμα εκκίνησης για τη μείωση της επίδρασης της διαδικασίας εκκίνησης στον οδηγό. Η μονάδα ισχύος πρώτα διορθώνει την τριφασική ισχύ εισόδου ή την τροφοδοσία δικτύου μέσω ενός τριφασικού κυκλώματος ανορθωτή πλήρους γέφυρας για να λάβει το αντίστοιχο συνεχές ρεύμα. Η ανορθωμένη τριφασική ισχύς ή η τροφοδοσία δικτύου μετατρέπεται στη συνέχεια σε συχνότητα από έναν τριφασικό ημιτονοειδή μετατροπέα τάσης PWM για να οδηγήσει έναν τριφασικό σύγχρονο σερβοκινητήρα AC μόνιμου μαγνήτη. Ολόκληρη η διαδικασία της μονάδας ισχύος μπορεί απλώς να χαρακτηριστεί ως η διαδικασία AC-DC-AC. Το κύριο τοπολογικό κύκλωμα της μονάδας ανορθωτή (AC-DC) είναι ένα τριφασικό κύκλωμα ανορθωτή πλήρους γέφυρας χωρίς έλεγχο.
Αναλυτική όψη του αρμονικού μειωτήρα Η ιαπωνική εταιρεία Nabtesco χρειάστηκε 6-7 χρόνια από την πρόταση σχεδιασμού τροχόσπιτων στις αρχές της δεκαετίας του 1980 για να επιτύχει μια σημαντική πρόοδο στην έρευνα για τους μειωτήρες τροχόσπιτων το 1986. Οι Nantong Zhenkang και Hengfengtai, οι οποίες ήταν οι πρώτες που παρήγαγαν αποτελέσματα στην Κίνα, αφιέρωσαν επίσης χρόνο 6-8 ετών. Σημαίνει αυτό ότι οι τοπικές μας επιχειρήσεις δεν έχουν ευκαιρίες; Τα καλά νέα είναι ότι μετά από αρκετά χρόνια ανάπτυξης, οι κινεζικές εταιρείες έχουν επιτέλους σημειώσει κάποιες σημαντικές ανακαλύψεις.
*Το άρθρο αναπαράγεται από το Διαδίκτυο, επικοινωνήστε μαζί μας για τη διαγραφή της παραβίασης.
Ώρα δημοσίευσης: 15 Σεπτεμβρίου 2023
