Өнеркәсіптік роботs автомобиль өндірісі, электр құрылғылары, тамақ және т.б. сияқты өнеркәсіптік өндірісте кеңінен қолданылады. Олар қайталанатын механикалық операцияларды алмастыра алады және әртүрлі функцияларды орындау үшін өз күші мен басқару мүмкіндіктеріне сүйенетін машиналар болып табылады. Ол адамның бұйрығына төтеп бере алады және алдын ала бағдарламаланған бағдарламаларға сәйкес жұмыс істей алады. Енді біз негізгі компоненттер туралы айтамызөнеркәсіптік роботs.
1. Тақырып
Негізгі механизм - машина негізі және көп дәрежелі еркіндік механикалық жүйені құрайтын үлкен қол, білек, білек және қолды қоса алғанда, басқару механизмі. Кейбір роботтарда жүру механизмдері де бар.Өнеркәсіптік роботs6 немесе одан да көп еркіндік дәрежесіне ие. Білектің қозғалыс еркіндігі әдетте 1-ден 3 градусқа дейін болады.
2. Жетек жүйесі
Жүргізу жүйесіөнеркәсіптік роботsқуат көзіне сәйкес үш санатқа бөлінеді: гидравликалық, пневматикалық және электрлік. Бұл үш түрді талаптарға негізделген құрама жетек жүйесіне біріктіруге болады. Немесе синхронды белдіктер, беріліс доңғалақтары және берілістер сияқты механикалық беріліс механизмдері арқылы жанама түрде басқарылады. Жетек жүйесінде механизмнің сәйкес әрекеттерін орындау үшін қолданылатын қуат құрылғысы және беріліс механизмі бар. Негізгі жетек жүйелерінің осы үш түрінің әрқайсысының өзіндік сипаттамалары бар. Қазіргі негізгі ағым - электр жетек жүйесі. Төмен инерцияға байланысты үлкен моменттік айнымалы және тұрақты ток серво қозғалтқыштары және оларды қолдайтын серво жетектері (айнымалы жиілік түрлендіргіштері, тұрақты ток импульс енінің модуляторлары) кеңінен қолданылады. Бұл жүйе түрі энергияны түрлендіруді қажет етпейді, пайдалану оңай және сезімтал басқаруға ие. Көптеген қозғалтқыштар нәзік беріліс механизмін қажет етеді: редуктор. Оның тістері қозғалтқыштың кері айналу санын қажетті кері айналу санына дейін азайту және үлкенірек момент құрылғысын алу үшін беріліс жылдамдығын түрлендіргішті пайдаланады, осылайша жылдамдықты азайтып, моментті арттырады. Жүктеме үлкен болған кезде серво қозғалтқыш соқыр түрде артады. Қуат өте тиімді, ал шығыс моментін тиісті жылдамдық диапазонында редуктор арқылы арттыруға болады. Серво қозғалтқыштары төмен жиіліктерде жұмыс істеген кезде қызуға және төмен жиілікті дірілге бейім. Ұзақ мерзімді және қайталанатын жұмыс дәл және сенімді жұмысты қамтамасыз етуге ықпал етпейді. Дәлдік редуктор қозғалтқышының болуы серво қозғалтқыштың тиісті жылдамдықта жұмыс істеуіне мүмкіндік береді, бұл машина корпусының қаттылығын күшейтеді және үлкен момент береді. Бүгінгі таңда екі негізгі редуктор бар: гармоникалық редуктор және RV редукторы.
3. Басқару жүйесі
Theроботты басқару жүйесіроботтың миы және роботтың функциялары мен функцияларын анықтайтын негізгі фактор болып табылады. Басқару жүйесі кіріс бағдарламасына сәйкес басқару жүйесіне және орындау механизміне командалық сигналдар жібереді және оларды басқарады. Негізгі міндетіөнеркәсіптік робот басқару технологиясы - бұл әрекеттер ауқымын, дене бітімін және траекториясын, сондай-ақ әрекет уақытын бақылау.өнеркәсіптік роботжұмыс кеңістігінде. Ол қарапайым бағдарламалау, бағдарламалық жасақтама мәзірінің жұмысы, адам мен компьютердің өзара әрекеттесуінің ыңғайлы интерфейсі, онлайн режимінде жұмыс істеу нұсқаулары және ыңғайлы пайдалану сипаттамаларына ие. Басқарушы жүйе роботтың өзегі болып табылады, және тиісті шетелдік компаниялар біздің тәжірибелерімізге тығыз байланысты. Соңғы жылдары микроэлектроника технологиясының дамуымен микропроцессорлардың өнімділігі артып, бағасы арзандай түсті. Қазір нарықта 1-2 АҚШ доллары тұратын 32-биттік микропроцессорлар пайда болды. Үнемді микропроцессорлар робот контроллерлеріне жаңа даму мүмкіндіктерін әкелді, бұл арзан, жоғары өнімді робот контроллерлерін жасауға мүмкіндік берді. Жүйенің жеткілікті есептеу және сақтау мүмкіндіктеріне ие болуы үшін робот контроллерлері қазір негізінен қуатты ARM серияларынан, DSP серияларынан, POWERPC серияларынан, Intel серияларынан және басқа да чиптерден тұрады. Қолданыстағы жалпы мақсаттағы чиптердің функциялары мен функциялары бағасы, функционалдығы, интеграциясы және интерфейстері тұрғысынан кейбір робот жүйелерінің талаптарын толық қанағаттандыра алмайтындықтан, бұл робот жүйелерінде SoC (Чиптегі жүйе) технологиясына сұранысты тудырды. Процессор қажетті интерфейстермен біріктірілген, бұл жүйенің перифериялық тізбектерін жобалауды жеңілдетеді, жүйенің өлшемін азайтады және шығындарды азайтады. Мысалы, Actel толық SoC жүйесін қалыптастыру үшін NEOS немесе ARM7 процессор ядроларын FPGA өнімдеріне біріктіреді. Робот технологиясының контроллерлеріне келетін болсақ, оның зерттеулері негізінен Америка Құрама Штаттары мен Жапонияда шоғырланған, сондай-ақ американдық DELTATAU компаниясы, Жапонияның Pengli Co., Ltd. және т.б. сияқты жетілген өнімдер бар. Оның қозғалыс контроллері DSP технологиясын өзегі ретінде алады және ДК негізіндегі ашық құрылымды қабылдайды. 4. Соңғы эффектор Соңғы эффектор - манипулятордың соңғы қосылысына қосылған компонент. Ол әдетте заттарды ұстап алу, басқа механизмдермен байланысу және қажетті тапсырмаларды орындау үшін қолданылады. Робот өндірушілері әдетте соңғы эффекторларды жобаламайды немесе сатпайды; көп жағдайда олар тек қарапайым ұстағышты ұсынады. Әдетте соңғы эффектор роботтың 6 осьті фланеціне белгілі бір ортада дәнекерлеу, бояу, желімдеу және бөлшектерді тиеу және түсіру сияқты тапсырмаларды орындау үшін орнатылады, бұл тапсырмаларды роботтар орындайды.
Серво қозғалтқыштарға шолу Серво драйвер, сондай-ақ «серво контроллер» және «серво күшейткіш» деп те аталады, серво қозғалтқыштарды басқару үшін қолданылатын контроллер. Оның функциясы кәдімгі айнымалы ток қозғалтқыштарындағы жиілік түрлендіргішінің функциясына ұқсас және ол серво жүйесінің бөлігі болып табылады. Әдетте, серво қозғалтқыш үш әдіс арқылы басқарылады: орналасу, жылдамдық және айналу моменті, беріліс жүйесінің жоғары дәлдіктегі орналасуына қол жеткізу.
1. Серво қозғалтқыштардың жіктелуі Ол екі санатқа бөлінеді: тұрақты және айнымалы ток серво қозғалтқыштары.
Айнымалы ток серво қозғалтқыштары асинхронды серво қозғалтқыштар және синхронды серво қозғалтқыштар болып бөлінеді. Қазіргі уақытта айнымалы ток жүйелері тұрақты ток жүйелерін біртіндеп алмастырып келеді. Тұрақты ток жүйелерімен салыстырғанда, айнымалы ток серво қозғалтқыштары жоғары сенімділік, жақсы жылу тарату, инерция моментінің аздығы және жоғары қысымда жұмыс істеу мүмкіндігі сияқты артықшылықтарға ие. Щеткалар мен рульдік берілістер болмағандықтан, айнымалы ток серво жүйесі де щеткасыз серво жүйеге айналады, ал онда қолданылатын қозғалтқыштар торлы асинхронды қозғалтқыштар және щеткасыз құрылымы бар тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштар болып табылады. 1) Тұрақты ток серво қозғалтқыштары щеткалы және щеткасыз қозғалтқыштарға бөлінеді
①Щеткалы қозғалтқыштардың құны төмен, құрылымы қарапайым, іске қосу моменті үлкен, жылдамдық диапазоны кең, басқару оңай, техникалық қызмет көрсетуді қажет етеді, бірақ күтіп ұстау оңай (көміртекті щеткаларды ауыстыру), электромагниттік кедергілер тудырады, пайдалану ортасына талаптар қояды және әдетте шығындарды бақылау үшін қолданылады. Жалпы сезімтал өнеркәсіптік және азаматтық жағдайлар;
②Щеткасыз қозғалтқыштар өлшемі бойынша кіші және салмағы жеңіл, үлкен қуаттылыққа және жылдам жауап беруге ие. Олардың жылдамдығы жоғары және инерциясы аз, тұрақты момент және тегіс айналуы бар. Басқару күрделі және ақылды. Электронды коммутация әдісі икемді. Ол шаршы толқынмен немесе синус толқынымен коммутациялана алады. Қозғалтқыш техникалық қызмет көрсетуді қажет етпейді және тиімді. Энергия үнемдейді, электромагниттік сәулелену аз, температураның төмендеуі және ұзақ қызмет ету мерзімі, әртүрлі орталарға жарамды.
2. Әр түрлі серво қозғалтқыштардың сипаттамалары
1) Тұрақты ток серво қозғалтқышының артықшылықтары мен кемшіліктері Артықшылықтары: дәл жылдамдықты басқару, өте қатты айналу моменті мен жылдамдық сипаттамалары, қарапайым басқару принципі, пайдалану оңай және арзан баға. Кемшіліктері: щеткаларды ауыстыру, жылдамдық шегі, қосымша кедергі, тозу бөлшектерінің пайда болуы (шаңсыз және жарылғыш орталарға жарамсыз)
2) Айнымалы ток серво қозғалтқышының артықшылықтары мен кемшіліктері Артықшылықтары: жылдамдықты басқарудың жақсы сипаттамалары, бүкіл жылдамдық диапазонында бірқалыпты басқару, тербеліс жоқ дерлік, 90%-дан астам жоғары тиімділік, жылудың аз бөлінуі, жоғары жылдамдықты басқару, жоғары дәлдіктегі позицияны басқару (энкодердің дәлдігіне байланысты), номиналды жұмыс аймағы. Ішінде ол тұрақты айналу моментіне, төмен инерцияға, төмен шуылға, щетканың тозуына және техникалық қызмет көрсетуді қажет етпейтініне қол жеткізе алады (шаңсыз және жарылғыш орталарға жарамды). Кемшіліктері: Басқару күрделірек, драйвер параметрлерін орнында реттеу және PID параметрлерін анықтау қажет, сондықтан көбірек қосылымдар қажет. Қазіргі уақытта негізгі серво жетектері басқару ядросы ретінде сандық сигнал процессорларын (DSP) пайдаланады, олар салыстырмалы түрде күрделі басқару алгоритмдерін жүзеге асыра алады және цифрландыруға, желіге және интеллектке қол жеткізе алады. Қуат құрылғылары әдетте өзегі ретінде интеллектуалды қуат модульдері (IPM) бар жетек тізбектерін пайдаланады. IPM жетек тізбегін біріктіреді және шамадан тыс кернеу, шамадан тыс ток, қызып кету және кернеудің төмендеуі сияқты ақауларды анықтау және қорғау тізбектеріне ие. Негізгі тізбекке бағдарламалық жасақтама да қосылады. Іске қосу процесінің драйверге әсерін азайту үшін іске қосу тізбегі. Қуат жетегі блогы алдымен кіріс үш фазалы қуатты немесе желілік қуатты үш фазалы толық көпірлі түзеткіш тізбегі арқылы түзетеді, сәйкес тұрақты токты алады. Содан кейін түзетілген үш фазалы қуат немесе желілік қуат үш фазалы синусоидалы PWM кернеу инверторы арқылы жиілікке түрлендіріліп, үш фазалы тұрақты магнитті синхронды айнымалы ток серво қозғалтқышын басқарады. Қуат жетегі блогының бүкіл процесін жай ғана айнымалы ток-тұрақты ток-айнымалы ток процесі деп айтуға болады. Түзеткіш блогының (AC-TC) негізгі топологиялық тізбегі - үш фазалы толық көпірлі басқарылмайтын түзеткіш тізбегі.
Гармоникалық редуктордың жарылған көрінісі Жапондық Nabtesco компаниясына 1980 жылдардың басында автокөліктің дизайнын ұсынғаннан бастап, 1986 жылы автокөліктің редукторларын зерттеуде айтарлықтай серпіліске жетуге дейін 6-7 жыл қажет болды; ал Қытайда алғашқы нәтижелерге қол жеткізген Nantong Zhenkang және Hengfengtai компаниялары да 6-8 жыл уақыт жұмсады. Бұл біздің жергілікті кәсіпорындарымызда мүмкіндіктер жоқ дегенді білдіре ме? Жақсы жаңалық, бірнеше жылдық орналастырудан кейін қытайлық компаниялар ақыры бірқатар серпілістерге қол жеткізді.
*Мақала интернеттен көшірілген, бұзушылықты жою үшін бізбен хабарласыңыз.
Жарияланған уақыты: 2023 жылғы 15 қыркүйек
