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杏彩体育官网入口网址·全面解读工业机器人基本主要构成部分

来源:杏彩体育官网网址 作者:杏彩体育官网入口2024-05-21 01:39:16
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  广泛使用在产业制造上,汽车制造、电器、食品等,能替代反复机器式操纵工作,是靠本身动力和控制才能来实现种种功用的一种机器。它能够承受人类指挥,也能够按照事先编排的程序运转。今天我们讲讲基本主要构成部分。

  主体机械即机座和实行机构,包括大臂、小臂、腕部和手部,构成的多自由度的机械系统。有的机器人另有行走机构。工业机器人有6个自由度乃至更多腕部通俗有1~3个活动自由度。

  工业机器人的驱动系统,按动力源分为液压,气动和电动三大类。依据需求也可由这三种范例组合并复合式的驱动系统。或者通过同步带、轮系、齿轮等机械传动机构来间接驱动。驱动系统有动力装置和传动机构,用以实行机构发生相应的动作,这三类根本驱动系统的各有特点,现在主流的是电动驱动系统。 由于低惯量,大转矩交、直流伺服电机及其配套的伺服驱动器(交换变频器、直流脉冲宽度调制器)的普遍接纳。这类系统不需能量转换,运用方便,控制灵敏。大多数电机后面需安装精细的传动机构:减速器。其齿运用齿轮的速率转换器,将电机的反转数减速到所要的反转数,并得到较大转矩的装置,从而降低转速,添加转矩,当负载较大时,一味提升伺服电机的功率是很不划算的,能够在适宜的速率范畴内通过减速器来进步输出扭矩。伺服电机在低频运转下容易发热和出现低频振动,长时间和重复性的工作不利于确保其准确性、牢靠地运转。精细减速电机的存在使伺服电机在一个适宜的速率下运转,加强机器体刚性的同时输出更大的力矩。如今主流的减速器有两种:谐波减速器和RV减速

  机器人控制系统是机器人的大脑,是决定机器人功用和功能的主要要素。控制系统是按照输入的程序对驱动系统和实行机构收回指令信号,并进行控制。工业机器人控制技术的主要任务便是控制工业机器人在工作空间中的活动范围、姿势和轨迹、动作的时间等。具有编程简单、软件菜单操纵、友好的人机交互界面、在线操纵提示和运用方便等特点。系统是机器人的中心,外国有关公司对我国实验紧密封闭。连年来随着微电子技术的开展,微处置器的功能越来越高,而价钱则越来越便宜,现在市集上曾经出现了1-2美金的32位微处置器。

  高性价比的微处置器为机器人带来了新的开展机会,使开辟低本钱、高功能的机器人成为可能。为了使系统具有充足的运算与存储能力,现在机器人多接纳较强的ARM系列、DSP系列、POWERPC系列、Intel系列等芯片构成。 由于已有的通用芯片功用及功能上不可以完全满足有些机器人系统在价钱、功能、集成度和接口等方面的要求,这就萌生了机器人系统对SoC(Systemon Chip)技能的需求,将特定的处置器与所需求的接口集成在一同,可简化系统外围电路的设计,减少系统尺寸,并低低成本。比方,Actel公司将NEOS或ARM7的处置器内核集成在其上,构成了一个完整的SoC系统。在机器人技术方面,其研讨主要会合在美国和日本,并有成熟的成品,如美国DELTATAU公司、日本朋立株式会社等。其运动以DSP技术为核心,采用基于PC的开放式结构。

  它是内部传感器模块和外部传感器模块的构成,获取内部和外部的环境状态中有意义的信息。 内部传感器:用来检测机器人本身状态(如手臂间的角度)的传感器,多为检测位置和角度的传感器。具体有:位置传感器、位置传感器、角度传感器等。 外部传感器:用来检测机器人所处环境(如检测物体,距离物体的距离)及状况(如检测抓取的物体是否滑落)的传感器。具体有距离传感器、视觉传感器、力觉传感器等。智能传感系统的使用提高了机器人的机动性,实用性和智能化的标准,人类的感知系统对外部世界信息是机器人灵巧的,然而,对于一些特许的信息,传感器比人的系统更加有效。

  末端执行器连接在机械手最后一个关节上的部件,它一般用来抓取物体,与其他机构连接并执行需要的任务。机器人制造上一般不设计或出售末端执行器,多数情况下,他们只提供一个简单的抓持器。通常末端执行器安装在机器人6轴的法兰盘上以完成给定环境中的任务,如焊接,喷漆,涂胶以及零件装卸等就是需要机器人来完成的任务。

  伺服驱动器又称为“伺服”、“伺服放大器”,是用来控制伺服电机的一种,其作用类似于变频器作用于普通交流马达,属于伺服系统的一部分。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制,实现高精度的传动系统定位。

  分为直流和交流伺服电动机两大类,交流伺服电动机又分为异步伺服电动机和同步伺服电动机,目前交流系统正在逐渐代替直流系统。与直流系统相比,交流伺服电机具有高可靠性、散热好、转动惯量小、能工作于高压状态下等优点。因为无电刷和转向器,故交流系统也成为无刷伺服系统,用于其中的电机是无刷结构的笼型异步电机和永磁同步型电机。 1)直流伺服电机分为有刷和无刷电机①有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护方便(换碳刷),产生电磁干扰,对使用环境有要求,通常用于对成本敏感的普通工业和民用场合; ②无刷电机体积小重量轻,出力大响应快,速度高惯量小,力矩稳定转动平滑,控制复杂,智能化,电子换相方式灵活,可以方波或正弦波换相,电机免维护,高效节能,电磁辐射小,温升低寿命长,适用于各种环境。

  1)直流伺服电机的优点和缺点 优点:速度控制精确,转矩速度特性很硬,控制原理简单,使用方便,价格便宜。 缺点:电刷换向,速度限制,附加阻力,产生磨损微粒(无尘易爆环境不宜) 2)交流伺服电机的优点和缺点 优点:速度控制特性良好,在整个速度区内可实现平滑控制,几乎无振荡,90%以上的高效率,发热少,高速控制,高精确度位置控制(取决于编码器精度),额定运行区域内,可实现恒力矩,惯量低,低噪音,无电刷磨损,免维护(适用于无尘、易爆环境)。

  缺点:控制较复杂,驱动器参数需要现场调整PID参数确定,需要更多的连线。 目前主流的伺服驱动器均采用(DSP)作为控制核心,可以实现比较复杂的控制算法,实现数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块(IPM)为核心设计的驱动电路,IPM内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路,在主回路中还加入软启动电路,以减小启动过程对驱动器的冲击。功率驱动单元首先通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流,得到相应的直流电。经过整流好的三相电或市电,再通过三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动三相永磁式同步交流伺服电机。功率驱动单元的整个过程可以简单的说就是ACDC-AC的过程。整流单元(AC-DC)主要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路。

  端子。伺服电机输出U、V、W切记千万不能与主电路电源连接,有可能烧毁驱动器。CN1端口主要用于上位机的连接,提供输入、输出、编码器ABZ三相输出、各种监控信号的模拟量输出。 2. 编码器接线

  从上图看出九个端子我们只使用了5个,一个屏蔽线、电源线两根、串行通讯信号(+-)两根,与我们普通的编码器接线. 通讯端口

  机器人对关节驱动电机的要求非常严格,交流伺服电机在工业机器人中得到广泛应用。目前国内高端市场主要被国外名企占据,主要来自日本和欧美,未来国产替代空间大。目前国外品牌

  松下、三菱电机、安川、三洋、富士等,其产品特点是技术和性能水平比较符合中国用户的需求,以良好的性价比和较高的可靠性获得了稳定且持续的客户源,在中小型OEM市场上尤其具有垄断优势。   最近看了一则新闻:机器人产业要破除“卡脖子”难题,感触挺深。随着人工成本的提高,工业机器人替换人已成为趋势。工业机器人作为智能制造的基石,但核心零部件却制约着我国机器人产业的发展,据相关调查显示目前国内机器人减速器普通依赖进口。机器人产业在中国要成气候,必须下决心解决核心零部件的问题。

  下面介绍工业机器人核心精密零部件:减速器,与通用减速器相比,机器人用减速器要求具有传动链短、体积小、功率大、质量轻和易于控制等特点。减速器行业,我们不得不提这行业两巨头是Nab

  ica Drive(哈默纳科),业界俗称(RV减速器和谐波减器)。他们几乎垄断了全球的机器人用减速器。这两种减速器都是微米级的加工精度,光这一条在量产阶段可靠性高就很难了,更别说几千转的高速运转,而且还要高寿命。目前市面上的大量应用在工业机器人上的减速器主要有两类:RV减速器和谐波减速器。RV减速器:是少齿差啮合,但相对于谐波减速器,RV减速器通常用的是摆线针轮,RV减速器由摆线针轮和行星支架组成。相比谐波减速器,RV减速器的关键在于加工工艺和装配工艺。RV减速器具有更高的疲劳强度、刚度和寿命,不像谐波传动那样随着使用时间增长,运动精度会显著降低,其缺点是重量重,外形尺寸较大。RV减速器用于转矩大的机器人腿部腰部和肘部三个关节,负载大的工业机器人,一二三轴都是用RV减速器。 它较机器人中常用的谐波传动具有高得多的疲劳强度、刚度和寿命,而且回差精度稳定,不像谐波传动那样随着使用时间增长运动精度就会显著降低,故世界上许多国家高精度机器人传动多采用RV减速器,因此,该种RV减速器在先进机器人传动中有逐渐取代谐波减速器的发展趋势。

  RV减速器分解图   谐波减速器:用的也是少齿差啮合,谐波里的一种关键齿轮是柔性的,它需要反复的高速变形,所以它比较脆弱,承载力和寿命都有限。 谐波减速器是谐波传动装置的一种,谐波传动装置包括谐波加速器和谐波减速器。谐波减速器主要包括:刚轮、柔轮、和径向变形的波发生器三者组成。它是利用柔性齿轮产生可控制的弹性变形。