Robot industriales sono ampiamente utilizzati nella produzione industriale, come quella automobilistica, degli elettrodomestici, dei prodotti alimentari, ecc. Possono sostituire operazioni meccaniche ripetitive e sono macchine che fanno affidamento sulla propria potenza e capacità di controllo per svolgere varie funzioni. Può resistere al comando umano e può anche funzionare secondo programmi preprogrammati. Ora parliamo dei componenti principali di base dirobot industriales.
1.Oggetto
Il macchinario principale è la base della macchina e il meccanismo di azionamento, compresi il braccio grande, l'avambraccio, il polso e la mano, che costituiscono un sistema meccanico a più gradi di libertà. Alcuni robot sono dotati anche di meccanismi per camminare.Robot industrialesavere 6 gradi di libertà o anche di più. Il polso ha generalmente da 1 a 3 gradi di libertà di movimento.
2. Sistema di azionamento
Il sistema di guida dirobot industrialesè suddiviso in tre categorie a seconda della fonte di alimentazione: idraulica, pneumatica ed elettrica. Questi tre tipi possono anche essere combinati in un sistema di azionamento composito in base alle esigenze. Oppure azionati indirettamente attraverso meccanismi di trasmissione meccanica come cinghie sincrone, treni di ingranaggi e ingranaggi. Il sistema di azionamento è dotato di un dispositivo di potenza e di un meccanismo di trasmissione, che vengono utilizzati per implementare le azioni corrispondenti del meccanismo. Ciascuno di questi tre tipi di sistemi di azionamento di base ha le proprie caratteristiche. L’attuale mainstream è il sistema di azionamento elettrico. A causa della bassa inerzia, i servomotori CA e CC con coppia elevata e i relativi servoazionamenti di supporto (convertitori di frequenza CA, modulatori di larghezza di impulso CC) sono ampiamente utilizzati. Questo tipo di sistema non richiede conversione di energia, è facile da usare e ha un controllo sensibile. La maggior parte dei motori richiede un delicato meccanismo di trasmissione: un riduttore. I suoi denti utilizzano un convertitore di velocità dell'ingranaggio per ridurre il numero di rotazioni inverse del motore al numero richiesto di rotazioni inverse e ottenere un dispositivo di coppia maggiore, riducendo così la velocità e aumentando la coppia. Quando il carico è elevato, il servomotore viene aumentato alla cieca. La potenza è molto conveniente e la coppia di uscita può essere aumentata tramite un riduttore entro un intervallo di velocità adeguato. I servomotori sono soggetti al calore e alle vibrazioni a bassa frequenza quando funzionano a basse frequenze. Il lavoro a lungo termine e ripetitivo non contribuisce a garantire un funzionamento accurato e affidabile. L'esistenza del motoriduttore di precisione consente al servomotore di funzionare a una velocità adeguata, rafforzando la rigidità del corpo macchina ed emettendo una coppia maggiore. Oggi esistono due riduttori tradizionali: il riduttore armonico e il riduttore RV.
sistema 3.Control
ILsistema di controllo del robotè il cervello del robot e il fattore principale che determina le funzioni e le funzioni del robot. Il sistema di controllo invia segnali di comando al sistema di guida e al meccanismo di esecuzione in base al programma di input e li controlla. Il compito principale dirobot industriale la tecnologia di controllo consiste nel controllare la gamma di attività, la postura, la traiettoria e il tempo di azionerobot industriales nello spazio di lavoro. Ha le caratteristiche di programmazione semplice, funzionamento del menu software, interfaccia amichevole di interazione uomo-computer, istruzioni operative online e utilizzo conveniente. Il sistema di controllo è il cuore del robot e le principali aziende straniere sono strettamente chiuse ai nostri esperimenti. Negli ultimi anni, con lo sviluppo della tecnologia microelettronica, le prestazioni dei microprocessori sono diventate sempre più elevate e il prezzo è diventato sempre più economico. Ora sono comparsi sul mercato microprocessori a 32 bit che costano 1-2 dollari USA. I microprocessori economici hanno offerto nuove opportunità di sviluppo ai controller dei robot, rendendo possibile lo sviluppo di controller per robot a basso costo e ad alte prestazioni. Per garantire che il sistema disponga di capacità di elaborazione e archiviazione sufficienti, i controller dei robot sono ora composti principalmente da potenti serie ARM, serie DSP, serie POWERPC, serie Intel e altri chip. Poiché le funzioni e le funzioni dei chip universali esistenti non possono soddisfare pienamente i requisiti di alcuni sistemi robotici in termini di prezzo, funzionalità, integrazione e interfacce, ciò ha dato origine alla domanda di tecnologia SoC (System on Chip) nei sistemi robotici. Il processore è integrato con le interfacce richieste, che possono semplificare la progettazione dei circuiti periferici del sistema, ridurre le dimensioni del sistema e ridurre i costi. Ad esempio, Actel integra i core del processore NEOS o ARM7 nei suoi prodotti FPGA per formare un sistema SoC completo. In termini di controller per tecnologia robotica, la sua ricerca si concentra principalmente negli Stati Uniti e in Giappone, e ci sono prodotti maturi, come la società americana DELTATAU, la giapponese Pengli Co., Ltd., ecc. Il suo controller di movimento utilizza la tecnologia DSP come suo core e adotta una struttura aperta basata su PC. 4. Effetto finale L'effettore finale è un componente collegato all'ultimo giunto del manipolatore. Viene generalmente utilizzato per afferrare oggetti, connettersi con altri meccanismi ed eseguire le attività richieste. I produttori di robot generalmente non progettano né vendono effettori finali; nella maggior parte dei casi prevedono solo una semplice pinza. Di solito l'effettore finale viene installato sulla flangia a 6 assi del robot per completare attività in un determinato ambiente, come saldatura, verniciatura, incollaggio e carico e scarico di parti, che sono attività che richiedono il completamento dei robot.
Panoramica dei servomotori Il servoazionamento, noto anche come "servocontroller" e "servoamplificatore", è un controller utilizzato per controllare i servomotori. La sua funzione è simile a quella di un convertitore di frequenza sui normali motori CA e fa parte del servosistema. Generalmente, il servomotore viene controllato attraverso tre metodi: posizione, velocità e coppia per ottenere un posizionamento ad alta precisione del sistema di trasmissione.
1. Classificazione dei servomotori Si divide in due categorie: servomotori DC e AC.
I servomotori CA sono ulteriormente suddivisi in servomotori asincroni e servomotori sincroni. Attualmente i sistemi AC stanno gradualmente sostituendo i sistemi DC. Rispetto ai sistemi CC, i servomotori CA presentano i vantaggi di elevata affidabilità, buona dissipazione del calore, piccolo momento di inerzia e capacità di funzionare ad alta pressione. Poiché non sono presenti spazzole e meccanismi di sterzo, il servosistema CA diventa anche un servosistema senza spazzole e i motori utilizzati sono motori asincroni a gabbia e motori sincroni a magneti permanenti con struttura senza spazzole. 1) I servomotori CC sono suddivisi in motori con spazzole e senza spazzole
①I motori con spazzole hanno un costo contenuto, una struttura semplice, un'elevata coppia di spunto, un'ampia gamma di velocità, un facile controllo, richiedono manutenzione, ma sono facili da manutenere (sostituiscono le spazzole di carbone), producono interferenze elettromagnetiche, hanno requisiti relativi all'ambiente di utilizzo e sono solitamente utilizzati per controllo dei costi Situazioni industriali e civili generali sensibili;
②I motori brushless sono di piccole dimensioni e leggeri, con grande potenza e risposta rapida. Hanno alta velocità e piccola inerzia, coppia stabile e rotazione regolare. Il controllo è complesso e intelligente. Il metodo di commutazione elettronica è flessibile. Può commutare con onda quadra o onda sinusoidale. Il motore è esente da manutenzione ed efficiente. Risparmio energetico, piccola radiazione elettromagnetica, aumento della bassa temperatura e lunga durata, adatto a vari ambienti.
2. Caratteristiche dei diversi tipi di servomotori
1) Vantaggi e svantaggi del servomotore CC Vantaggi: controllo preciso della velocità, caratteristiche di coppia e velocità molto rigide, principio di controllo semplice, facile da usare e prezzo economico. Svantaggi: commutazione delle spazzole, limite di velocità, resistenza aggiuntiva, generazione di particelle di usura (non adatto per ambienti privi di polvere ed esplosivi)
2) Vantaggi e svantaggi del servomotore CA Vantaggi: buone caratteristiche di controllo della velocità, controllo regolare nell'intero intervallo di velocità, quasi nessuna oscillazione, alta efficienza superiore al 90%, minore generazione di calore, controllo ad alta velocità, controllo della posizione ad alta precisione (a seconda della precisione dell'encoder), nominale area operativa All'interno, può raggiungere coppia costante, bassa inerzia, bassa rumorosità, assenza di usura delle spazzole ed esente da manutenzione (adatto per ambienti privi di polvere ed esplosivi). Svantaggi: il controllo è più complicato, i parametri del driver devono essere regolati sul posto, i parametri PID devono essere determinati e sono necessarie più connessioni. Attualmente, i servoazionamenti tradizionali utilizzano processori di segnale digitale (DSP) come nucleo di controllo, che possono implementare algoritmi di controllo relativamente complessi e ottenere digitalizzazione, networking e intelligenza. I dispositivi di potenza utilizzano generalmente circuiti di azionamento progettati con moduli di potenza intelligenti (IPM) come nucleo. L'IPM integra il circuito di azionamento e dispone di circuiti di rilevamento e protezione guasti quali sovratensione, sovracorrente, surriscaldamento e sottotensione. Anche il software viene aggiunto al circuito principale. Circuito di avvio per ridurre l'impatto del processo di avvio sul conducente. L'unità di potenza rettifica innanzitutto l'alimentazione trifase in ingresso o l'alimentazione di rete attraverso un circuito raddrizzatore a ponte intero trifase per ottenere la corrente continua corrispondente. L'alimentazione trifase raddrizzata o l'alimentazione di rete viene quindi convertita in frequenza da un inverter di tensione PWM sinusoidale trifase per azionare un servomotore CA sincrono a magnete permanente trifase. Si può semplicemente dire che l'intero processo dell'unità di azionamento è il processo AC-DC-AC. Il circuito topologico principale dell'unità raddrizzatore (AC-DC) è un circuito raddrizzatore non controllato a ponte intero trifase.
Vista esplosa del riduttore armonico Alla società giapponese Nabtesco ci sono voluti 6-7 anni dalla proposta del progetto per camper all'inizio degli anni '80 al raggiungimento di un sostanziale passo avanti nella ricerca sui riduttori per camper nel 1986; e anche Nantong Zhenkang e Hengfengtai, che furono i primi a produrre risultati in Cina, vi dedicarono del tempo. 6-8 anni. Vuol dire che le nostre imprese locali non hanno opportunità? La buona notizia è che dopo diversi anni di implementazione, le aziende cinesi hanno finalmente fatto dei passi avanti.
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Orario di pubblicazione: 15 settembre 2023
