Teollisuusrobottis käytetään laajalti teollisessa valmistuksessa, kuten autoteollisuudessa, sähkölaitteissa, elintarvikkeissa jne. Ne voivat korvata toistuvia mekaanisia toimintoja ja ovat koneita, jotka käyttävät omaa voimaansa ja ohjauskykyään erilaisten toimintojen suorittamiseen. Ne kestävät ihmisen komentoja ja voivat toimia myös ennalta ohjelmoitujen ohjelmien mukaisesti. Nyt puhumme peruskomponenteistateollisuusrobottis.
1. Aihe
Pääkoneisto koostuu koneen alustasta ja käyttömekanismista, johon kuuluvat iso käsivarsi, kyynärvarsi, ranne ja käsi, jotka muodostavat usean vapausasteen mekaanisen järjestelmän. Joillakin roboteilla on myös kävelymekanismeja.Teollisuusrobottison 6 vapausastetta tai jopa enemmän. Ranteella on yleensä 1–3 liikkumisvapausastetta.
2. Käyttöjärjestelmä
Ajojärjestelmäteollisuusrobottison jaettu kolmeen luokkaan voimanlähteen mukaan: hydraulinen, pneumaattinen ja sähköinen. Nämä kolme tyyppiä voidaan myös yhdistää komposiittikäyttöjärjestelmäksi vaatimusten perusteella. Tai epäsuorasti mekaanisten voimansiirtomekanismien, kuten synkronihihnojen, hammaspyörästön ja vaihteiden, kautta. Käyttöjärjestelmässä on voimalaite ja voimansiirtomekanismi, joita käytetään mekanismin vastaavien toimintojen toteuttamiseen. Jokaisella näistä kolmesta peruskäyttöjärjestelmätyypistä on omat ominaisuutensa. Nykyinen valtavirta on sähköinen käyttöjärjestelmä. Alhaisen inertian ansiosta suurivääntöisiä AC- ja DC-servomoottoreita ja niitä tukevia servokäyttöjä (AC-taajuusmuuntimia, DC-pulssinleveysmodulaattoreita) käytetään laajalti. Tämän tyyppinen järjestelmä ei vaadi energianmuunnosta, on helppokäyttöinen ja siinä on herkkä ohjaus. Useimmat moottorit vaativat herkän voimansiirtomekanismin: alennusvaihteen. Sen hampaat käyttävät hammaspyörän nopeusmuunninta moottorin peruutuskierrosten määrän vähentämiseksi vaadittuun määrään ja suuremman vääntömomentin saavuttamiseksi, mikä vähentää nopeutta ja lisää vääntömomenttia. Kun kuormitus on suuri, servomoottoria lisätään sokkona. Teho on erittäin kustannustehokas, ja lähtövääntömomenttia voidaan lisätä alennusvaihteen avulla sopivalla nopeusalueella. Servomoottorit ovat alttiita kuumuudelle ja matalataajuiselle tärinälle matalilla taajuuksilla toimiessaan. Pitkäaikainen ja toistuva työ ei edistä tarkan ja luotettavan toiminnan varmistamista. Tarkkuusalennusmoottorin olemassaolo mahdollistaa servomoottorin toiminnan sopivalla nopeudella, mikä vahvistaa koneen rungon jäykkyyttä ja tuottaa suuremman vääntömomentin. Nykyään on olemassa kaksi valtavirran alennusvaihtetta: harmoninen alennusvaihteisto ja RV-alennusvaihteisto.
3. Ohjausjärjestelmä
Therobotin ohjausjärjestelmäon robotin aivot ja tärkein tekijä, joka määrittää robotin toiminnot ja tehtävät. Ohjausjärjestelmä lähettää komentosignaaleja käyttöjärjestelmälle ja suoritusmekanismille syöttöohjelman mukaisesti ja ohjaa niitä. Päätehtävänä onteollisuusrobotti ohjausteknologian tarkoituksena on hallita aktiviteettien laajuutta, asentoa ja liikerataa sekä toiminta-aikaateollisuusrobottityötilassa. Sen ominaisuuksia ovat yksinkertainen ohjelmointi, ohjelmistovalikon käyttö, käyttäjäystävällinen ihmisen ja tietokoneen vuorovaikutusliittymä, online-käyttöohjeet ja kätevä käyttö. Ohjainjärjestelmä on robotin ydin, ja asiaankuuluvat ulkomaiset yritykset ovat tiiviisti mukana kokeiluissamme. Viime vuosina mikroelektroniikkateknologian kehittyessä mikroprosessorien suorituskyky on parantunut ja hinta on laskenut. Nyt markkinoille on ilmestynyt 32-bittisiä mikroprosessoreita, joiden hinta on 1–2 Yhdysvaltain dollaria. Kustannustehokkaat mikroprosessorit ovat tuoneet uusia kehitysmahdollisuuksia robottiohjaimille, mikä mahdollistaa edullisten ja tehokkaiden robottiohjaimien kehittämisen. Jotta järjestelmällä olisi riittävät laskenta- ja tallennuskapasiteetit, robottiohjaimet koostuvat nykyään pääasiassa tehokkaista ARM-, DSP-, POWERPC-, Intel- ja muista siruista. Koska olemassa olevien yleiskäyttöisten sirujen toiminnot ja ominaisuudet eivät täysin vastaa joidenkin robottijärjestelmien vaatimuksia hinnan, toiminnallisuuden, integroinnin ja rajapintojen suhteen, tämä on herättänyt kysynnän SoC (System on Chip) -teknologialle robottijärjestelmissä. Prosessori on integroitu tarvittaviin rajapintoihin, mikä voi yksinkertaistaa järjestelmän oheislaitteiden piirien suunnittelua, pienentää järjestelmän kokoa ja alentaa kustannuksia. Esimerkiksi Actel integroi NEOS- tai ARM7-prosessorin ytimiä FPGA-tuotteisiinsa muodostaen täydellisen SoC-järjestelmän. Robottiteknologian ohjainten osalta sen tutkimus keskittyy pääasiassa Yhdysvaltoihin ja Japaniin, ja siellä on kypsiä tuotteita, kuten amerikkalainen DELTATAU Company, japanilainen Pengli Co., Ltd. jne. Sen liikeohjain ottaa ytimekseen DSP-teknologian ja omaksuu PC-pohjaisen avoimen rakenteen. 4. Pääteefektori Päätetoimislaite on manipulaattorin viimeiseen niveleen liitetty komponentti. Sitä käytetään yleensä esineiden tarttumiseen, muihin mekanismeihin yhdistämiseen ja tarvittavien tehtävien suorittamiseen. Robottivalmistajat eivät yleensä suunnittele tai myy päätetoimisia laitteita; useimmissa tapauksissa ne toimittavat vain yksinkertaisen tarttujan. Yleensä päätetoimislaite asennetaan robotin 6-akseliseen laippaan suorittamaan tehtäviä tietyssä ympäristössä, kuten hitsausta, maalausta, liimausta sekä osien lastausta ja purkua, jotka ovat tehtäviä, jotka vaativat robottien suorittamista.
Servomoottoreiden yleiskatsaus Servomoottori, joka tunnetaan myös nimellä "servo-ohjain" ja "servovahvistin", on ohjain, jota käytetään servomoottoreiden ohjaamiseen. Sen toiminta on samanlainen kuin tavallisten vaihtovirtamoottoreiden taajuusmuuttajalla, ja se on osa servojärjestelmää. Yleensä servomoottoria ohjataan kolmella menetelmällä: asento, nopeus ja vääntömomentti, jotta saavutetaan vaihteiston tarkka paikannus.
1. Servomoottoreiden luokittelu Se jaetaan kahteen luokkaan: DC- ja AC-servomoottorit.
AC-servomoottorit jaetaan edelleen asynkronisiin servomoottoreihin ja synkronisiin servomoottoreihin. Tällä hetkellä vaihtovirtajärjestelmät korvaavat vähitellen tasavirtajärjestelmiä. Tasavirtajärjestelmiin verrattuna vaihtovirtaservomoottoreilla on etuna korkea luotettavuus, hyvä lämmönpoisto, pieni hitausmomentti ja kyky toimia korkeassa paineessa. Koska harjoja ja ohjausvaihteita ei ole, vaihtovirtaservojärjestelmästä tulee myös harjaton servojärjestelmä, ja siinä käytetyt moottorit ovat häkkityyppisiä asynkronimoottoreita ja harjattomia kestomagneettitahtimoottoreita. 1) DC-servomoottorit jaetaan harjallisiin ja harjattomiin moottoreihin
①Harjalliset moottorit ovat edullisia, rakenteeltaan yksinkertaisia, niillä on suuri käynnistysmomentti ja laaja nopeusalue, ne ovat helppoja ohjata, vaativat huoltoa, mutta niitä on helppo huoltaa (hiiliharjojen vaihto), ne tuottavat sähkömagneettisia häiriöitä, niillä on vaatimuksia käyttöympäristölle ja niitä käytetään yleensä kustannusten hallintaan. Herkät yleiset teollisuus- ja siviilitilanteet;
②Harjattomat moottorit ovat kooltaan pieniä ja kevyitä, niillä on suuri teho ja nopea vasteaika. Niillä on suuri nopeus ja pieni inertia, vakaa vääntömomentti ja tasainen pyöriminen. Ohjaus on monimutkainen ja älykäs. Elektroninen kommutointimenetelmä on joustava. Se voi kommutoida neliö- tai siniaallolla. Moottori on huoltovapaa ja tehokas. Energiansäästö, pieni sähkömagneettinen säteily, alhainen lämpötilan nousu ja pitkä käyttöikä, sopivat erilaisiin ympäristöihin.
2. Erilaisten servomoottorien ominaisuudet
1) DC-servomoottorin edut ja haitat Edut: tarkka nopeuden säätö, erittäin tiukat vääntömomentti- ja nopeusominaisuudet, yksinkertainen ohjausperiaate, helppokäyttöisyys ja edullinen hinta. Haitat: harjan kommutointi, nopeudenrajoitus, lisävastus, kulumishiukkasten muodostuminen (ei sovellu pölyttömiin ja räjähdysherkkiin ympäristöihin)
2) AC-servomoottorin edut ja haitat Edut: hyvät nopeuden säätöominaisuudet, tasainen säätö koko nopeusalueella, lähes olematon värähtely, korkea hyötysuhde, yli 90 %, vähäinen lämmöntuotto, nopea säätö, tarkka asennon säätö (riippuen anturin tarkkuudesta), nimelliskäyttöalue. Sen sisällä saavutetaan vakio vääntömomentti, pieni inertia, alhainen melu, ei harjojen kulumista ja huoltovapaa (sopii pölyttömiin ja räjähdysvaarallisiin ympäristöihin). Haitat: Ohjaus on monimutkaisempaa, ajuriparametrit on säädettävä paikan päällä ja PID-parametrit määritettävä erikseen, ja tarvitaan useampia liitäntöjä. Tällä hetkellä valtavirran servokäytöt käyttävät ohjausytimenä digitaalisia signaaliprosessoreita (DSP), jotka voivat toteuttaa suhteellisen monimutkaisia ohjausalgoritmeja ja saavuttaa digitalisoinnin, verkottumisen ja älykkyyden. Teholaitteet käyttävät yleensä älykkäillä tehomoduuleilla (IPM) varustettuja käyttöpiirejä ytimenä. IPM integroi käyttöpiirin ja siinä on vianilmaisu- ja suojauspiirit, kuten ylijännite, ylivirta, ylikuumeneminen ja alijännite. Pääpiiriin on myös lisätty ohjelmisto. Käynnistyspiiri vähentää käynnistysprosessin vaikutusta ajuriin. Tehokäyttöyksikkö tasasuuntaa ensin tulokolmivaihetehon tai verkkovirran kolmivaiheisen täyssiltatasasuuntaajapiirin kautta saadakseen vastaavan tasavirran. Tasasuunnattu kolmivaiheteho tai verkkovirta muunnetaan sitten taajuudeksi kolmivaiheisella sinimuotoisella PWM-jänniteinvertterillä, joka ohjaa kolmivaiheista kestomagneetilla varustettua synkronista AC-servomoottoria. Tehokäyttöyksikön koko prosessia voidaan yksinkertaisesti kutsua AC-DC-AC-prosessiksi. Tasasuuntaajayksikön (AC-DC) päätopologinen piiri on kolmivaiheinen täyssiltatasasuuntaajapiiri.
Räjäytyskuva harmonisesta reduktorista Japanilaisella Nabtesco-yrityksellä kesti 6–7 vuotta matkailuautojen suunnittelun ehdottamisesta 1980-luvun alussa merkittävään läpimurtoon matkailuautojen alennusvaihteiden tutkimuksessa vuonna 1986; ja Nantong Zhenkang ja Hengfengta, jotka olivat ensimmäisiä tuloksia Kiinassa tuottaneita yrityksiä, käyttivät myös aikaa. 6–8 vuotta. Tarkoittaako tämä, että paikallisilla yrityksillämme ei ole mahdollisuuksia? Hyvä uutinen on, että useiden käyttöönottovuosien jälkeen kiinalaiset yritykset ovat vihdoin tehneet läpimurtoja.
*Artikkeli on kopioitu internetistä, ota meihin yhteyttä tekijänoikeusrikkomuksen poistamiseksi.
Julkaisun aika: 15. syyskuuta 2023
