Priemyselný robots sa široko používajú v priemyselnej výrobe, ako je výroba automobilov, elektrických spotrebičov, potravín atď. Môžu nahradiť opakujúce sa mechanické operácie a sú to stroje, ktoré sa spoliehajú na vlastnú energiu a ovládacie schopnosti na dosiahnutie rôznych funkcií. Dokážu odolať ľudskému ovládaniu a môžu tiež fungovať podľa vopred naprogramovaných programov. Teraz si povieme o základných hlavných komponentoch...priemyselný robots.
1. Predmet
Hlavným strojovým zariadením je základňa stroja a ovládací mechanizmus vrátane ramena, predlaktia, zápästia a ruky, ktoré tvoria mechanický systém s viacerými stupňami voľnosti. Niektoré roboty majú aj mechanizmy na chôdzu.Priemyselný robotsmajú 6 stupňov voľnosti alebo aj viac. Zápästie má vo všeobecnosti 1 až 3 stupne voľnosti pohybu.
2. Pohonný systém
Systém pohonupriemyselný robotsPodľa zdroja energie sa delí na tri kategórie: hydraulický, pneumatický a elektrický. Tieto tri typy je možné podľa požiadaviek kombinovať do zloženého pohonného systému. Alebo nepriamo poháňané mechanickými prenosovými mechanizmami, ako sú synchrónne remene, ozubené kolesá a prevody. Pohonný systém má výkonové zariadenie a prevodový mechanizmus, ktoré sa používajú na vykonávanie zodpovedajúcich činností mechanizmu. Každý z týchto troch typov základných pohonných systémov má svoje vlastné charakteristiky. V súčasnosti je hlavným prúdom elektrický pohonný systém. Vďaka nízkej zotrvačnosti sa široko používajú servomotory AC a DC s veľkým krútiacim momentom a ich podporné servopohony (meniče frekvencie AC, modulátory šírky impulzov DC). Tento typ systému nevyžaduje konverziu energie, je ľahko ovládateľný a má citlivé riadenie. Väčšina motorov vyžaduje jemný prevodový mechanizmus: reduktor. Jeho zuby používajú prevodník rýchlosti na zníženie počtu spätných otáčok motora na požadovaný počet spätných otáčok a dosiahnutie väčšieho krútiaceho momentu, čím sa znižuje rýchlosť a zvyšuje krútiaci moment. Pri veľkom zaťažení sa servomotor slepo zvyšuje, čo je veľmi nákladovo efektívne a výstupný krútiaci moment sa dá zvýšiť pomocou reduktora v rámci vhodného rozsahu rýchlostí. Servomotory sú pri prevádzke pri nízkych frekvenciách náchylné na teplo a nízkofrekvenčné vibrácie. Dlhodobá a opakujúca sa práca neprispieva k zabezpečeniu presnej a spoľahlivej prevádzky. Existencia motora s presnou redukciou umožňuje servomotoru pracovať pri vhodnej rýchlosti, čím sa posilňuje tuhosť tela stroja a dosahuje sa väčší krútiaci moment. V súčasnosti existujú dva hlavné typy reduktorov: harmonický reduktor a reduktor RV.
3. Riadiaci systém
Ten/Tá/Tosystém riadenia robotaje mozog robota a hlavný faktor, ktorý určuje funkcie a činnosti robota. Riadiaci systém posiela povelové signály do hnacieho systému a vykonávacieho mechanizmu podľa vstupného programu a riadi ich. Hlavnou úlohoupriemyselný robot Technológia riadenia slúži na kontrolu rozsahu aktivít, držania tela a trajektórie a času konaniapriemyselný robotv pracovnom priestore. Vyznačuje sa jednoduchým programovaním, ovládaním softvérového menu, priateľským rozhraním pre interakciu medzi človekom a počítačom, online ovládacími pokynmi a pohodlným používaním. Riadiaci systém je jadrom robota a relevantné zahraničné spoločnosti sú našim experimentom úzko blízke. V posledných rokoch sa s rozvojom mikroelektronickej technológie výkon mikroprocesorov neustále zvyšuje a ich cena sa znižuje. Teraz sa na trhu objavili 32-bitové mikroprocesory s cenou 1 – 2 americké doláre. Cenovo výhodné mikroprocesory priniesli nové možnosti vývoja pre riadiace jednotky robotov, čo umožnilo vyvíjať lacné a vysokovýkonné riadiace jednotky robotov. Aby mal systém dostatočné výpočtové a pamäťové kapacity, riadiace jednotky robotov sa teraz väčšinou skladajú z výkonných čipov série ARM, série DSP, série POWERPC, série Intel a ďalších. Keďže funkcie a možnosti existujúcich univerzálnych čipov nedokážu plne splniť požiadavky niektorých robotických systémov z hľadiska ceny, funkčnosti, integrácie a rozhraní, vzrástol dopyt po technológii SoC (System on Chip) v robotických systémoch. Procesor je integrovaný s požadovanými rozhraniami, čo môže zjednodušiť návrh periférnych obvodov systému, zmenšiť veľkosť systému a znížiť náklady. Napríklad Actel integruje jadrá procesorov NEOS alebo ARM7 do svojich produktov FPGA, čím vytvára kompletný systém SoC. Pokiaľ ide o riadiace jednotky robotickej technológie, jej výskum sa sústreďuje najmä v Spojených štátoch a Japonsku a existujú vyspelé produkty, ako napríklad americká spoločnosť DELTATAU, japonská spoločnosť Pengli Co., Ltd. atď. Ich riadiaca jednotka pohybu využíva ako jadro technológiu DSP a prijíma otvorenú štruktúru založenú na PC. 4. Koncový efektor Koncový efektor je komponent pripojený k poslednému kĺbu manipulátora. Vo všeobecnosti sa používa na uchopenie predmetov, spojenie s inými mechanizmami a vykonávanie požadovaných úloh. Výrobcovia robotov vo všeobecnosti nenavrhujú ani nepredávajú koncové efektory; vo väčšine prípadov poskytujú iba jednoduchý chápadlo. Koncový efektor sa zvyčajne inštaluje na 6-osovú prírubu robota na vykonávanie úloh v danom prostredí, ako je zváranie, lakovanie, lepenie a nakladanie a vykladanie dielov, čo sú úlohy, ktoré vyžadujú roboty.
Prehľad servomotorov Servopohon, tiež známy ako „servoregulátor“ a „servozosilňovač“, je regulátor používaný na riadenie servomotorov. Jeho funkcia je podobná funkcii frekvenčného meniča v bežných striedavých motoroch a je súčasťou servosystému. Servomotor sa vo všeobecnosti riadi tromi spôsobmi: polohou, rýchlosťou a krútiacim momentom, aby sa dosiahlo vysoko presné polohovanie prevodového systému.
1. Klasifikácia servomotorov Delí sa na dve kategórie: servomotory na jednosmerný a striedavý prúd.
Servomotory na striedavý prúd sa ďalej delia na asynchrónne servomotory a synchrónne servomotory. V súčasnosti systémy na striedavý prúd postupne nahrádzajú systémy na jednosmerný prúd. V porovnaní s systémami na jednosmerný prúd majú servomotory na striedavý prúd výhody vysokej spoľahlivosti, dobrého odvodu tepla, malého momentu zotrvačnosti a schopnosti pracovať pod vysokým tlakom. Pretože nepoužívajú kefy a prevody riadenia, servomotor na striedavý prúd sa stáva bezkefkovým servomotorom a použité motory sú klietkové asynchrónne motory a synchrónne motory s permanentnými magnetmi s bezkefkovou konštrukciou. 1) Servomotory s jednosmerným prúdom sa delia na kartáčové a bezkartáčové motory
①Kartáčové motory majú nízke náklady, jednoduchú konštrukciu, veľký rozbehový krútiaci moment, široký rozsah otáčok, jednoduché ovládanie, vyžadujú údržbu, ale sú ľahko udržiavateľné (výmena uhlíkových kefiek), produkujú elektromagnetické rušenie, majú požiadavky na prostredie používania a zvyčajne sa používajú na kontrolu nákladov v citlivých všeobecných priemyselných a občianskych situáciách;
2Bezkartáčové motory sú malé a ľahké, s veľkým výkonom a rýchlou odozvou. Majú vysokú rýchlosť a malú zotrvačnosť, stabilný krútiaci moment a plynulé otáčanie. Riadenie je komplexné a inteligentné. Elektronická komutácia je flexibilná. Možno komutovať s obdĺžnikovou alebo sínusovou vlnou. Motor je bezúdržbový a efektívny. Úspora energie, malé elektromagnetické žiarenie, nízky nárast teploty a dlhá životnosť, vhodné pre rôzne prostredia.
2. Charakteristiky rôznych typov servomotorov
1) Výhody a nevýhody jednosmerného servomotora Výhody: presná regulácia otáčok, veľmi presné charakteristiky krútiaceho momentu a otáčok, jednoduchý princíp riadenia, jednoduché použitie a nízka cena. Nevýhody: komutácia kief, obmedzenie rýchlosti, dodatočný odpor, tvorba opotrebovacích častíc (nevhodné pre bezprašné a výbušné prostredie)
2) Výhody a nevýhody striedavého servomotora Výhody: dobré charakteristiky regulácie otáčok, plynulá regulácia v celom rozsahu otáčok, takmer žiadne kmitanie, vysoká účinnosť viac ako 90 %, menšia tvorba tepla, vysokorýchlostná regulácia, vysoko presná regulácia polohy (v závislosti od presnosti enkodéra), menovitý prevádzkový rozsah. V rámci neho dokáže dosiahnuť konštantný krútiaci moment, nízku zotrvačnosť, nízky hluk, žiadne opotrebovanie kief a bezúdržbový chod (vhodný pre bezprašné a výbušné prostredie). Nevýhody: Riadenie je zložitejšie, parametre ovládača je potrebné nastaviť na mieste a určiť parametre PID regulátora a je potrebných viac pripojení. V súčasnosti bežné servopohony používajú ako riadiace jadro digitálne signálové procesory (DSP), ktoré dokážu implementovať relatívne zložité riadiace algoritmy a dosiahnuť digitalizáciu, sieťovanie a inteligenciu. Výkonové zariadenia vo všeobecnosti používajú obvody pohonu navrhnuté s inteligentnými výkonovými modulmi (IPM) ako jadrom. IPM integruje obvod pohonu a má obvody na detekciu a ochranu porúch, ako je prepätie, nadprúd, prehriatie a podpätie. K hlavnému obvodu je pridaný aj softvér. Štartovací obvod znižuje vplyv procesu štartovania na pohon. Jednotka výkonového pohonu najprv usmerňuje vstupné trojfázové napätie alebo sieťové napätie cez trojfázový usmerňovací obvod s plným mostíkom, aby sa získal zodpovedajúci jednosmerný prúd. Usmernené trojfázové napätie alebo sieťové napätie sa potom premieňa na frekvenciu pomocou trojfázového sínusového PWM napäťového meniča na pohon trojfázového synchrónneho striedavého servomotora s permanentným magnetom. Celý proces jednotky výkonového pohonu možno jednoducho nazvať procesom AC-DC-AC. Hlavný topologický obvod usmerňovacej jednotky (AC-DC) je trojfázový neriadený usmerňovací obvod s plným mostíkom.
Rozložený pohľad na redukciu harmonických Japonskej spoločnosti Nabtesco trvalo 6 – 7 rokov od navrhnutia dizajnu obytného vozidla začiatkom 80. rokov až po dosiahnutie podstatného prelomu vo výskume redukcií pre obytné vozidlá v roku 1986; a spoločnosti Nantong Zhenkang a Hengfengtai, ktoré ako prvé v Číne priniesli výsledky, tiež strávili čas. 6 – 8 rokov. Znamená to, že naše miestne podniky nemajú žiadne príležitosti? Dobrou správou je, že po niekoľkých rokoch nasadenia čínske spoločnosti konečne dosiahli určité prelomy.
*Článok je reprodukovaný z internetu, kontaktujte nás, prosím, pre odstránenie porušenia.
Čas uverejnenia: 15. septembra 2023
