Robot công nghiệps được sử dụng rộng rãi trong sản xuất công nghiệp, chẳng hạn như sản xuất ô tô, thiết bị điện, thực phẩm, v.v. Chúng có thể thay thế các hoạt động cơ học lặp đi lặp lại và là những cỗ máy dựa vào sức mạnh và khả năng điều khiển của chính mình để đạt được các chức năng khác nhau. Nó có thể chịu được sự điều khiển của con người và cũng có thể hoạt động theo các chương trình được lập trình sẵn. Bây giờ chúng ta nói về các thành phần chính cơ bản củarobot công nghiệps.
1.Chủ đề
Máy móc chính là đế máy và cơ cấu dẫn động, bao gồm cánh tay lớn, cẳng tay, cổ tay và bàn tay, tạo thành một hệ thống cơ học nhiều bậc tự do. Một số robot còn có cơ chế đi bộ.Robot công nghiệpscó 6 bậc tự do hoặc thậm chí nhiều hơn. Cổ tay thường có 1 đến 3 bậc tự do chuyển động.
2. Hệ thống truyền động
Hệ thống lái củarobot công nghiệpsđược chia thành ba loại theo nguồn năng lượng: thủy lực, khí nén và điện. Ba loại này cũng có thể được kết hợp thành một hệ thống truyền động hỗn hợp tùy theo yêu cầu. Hoặc được dẫn động gián tiếp thông qua các cơ cấu truyền động cơ học như dây đai đồng bộ, bộ truyền bánh răng, bánh răng. Hệ thống truyền động có một thiết bị nguồn và một cơ cấu truyền động được sử dụng để thực hiện các hành động tương ứng của cơ cấu. Mỗi loại trong số ba loại hệ thống truyền động cơ bản này đều có những đặc điểm riêng. Xu hướng chủ đạo hiện nay là hệ thống truyền động điện. Do quán tính thấp, động cơ servo AC và DC mô-men xoắn lớn và các bộ truyền động servo hỗ trợ của chúng (bộ biến tần AC, bộ điều biến độ rộng xung DC) được sử dụng rộng rãi. Loại hệ thống này không yêu cầu chuyển đổi năng lượng, dễ sử dụng và có khả năng điều khiển nhạy. Hầu hết các động cơ đều yêu cầu một cơ cấu truyền động tinh vi: bộ giảm tốc. Răng của nó sử dụng bộ chuyển đổi tốc độ bánh răng để giảm số vòng quay ngược của động cơ xuống số vòng quay ngược cần thiết và thu được một thiết bị mô-men xoắn lớn hơn, từ đó giảm tốc độ và tăng mô-men xoắn. Khi tải lớn, mô tơ servo được tăng lên một cách mù quáng. Công suất rất tiết kiệm chi phí và có thể tăng mô-men xoắn đầu ra thông qua bộ giảm tốc trong phạm vi tốc độ phù hợp. Động cơ servo dễ bị nóng và rung tần số thấp khi hoạt động ở tần số thấp. Công việc lâu dài và lặp đi lặp lại không có lợi cho việc đảm bảo hoạt động chính xác và đáng tin cậy. Sự tồn tại của động cơ giảm tốc chính xác cho phép động cơ servo hoạt động ở tốc độ phù hợp, tăng cường độ cứng của thân máy và tạo ra mô-men xoắn lớn hơn. Hiện nay có hai bộ giảm tốc chính: bộ giảm sóng hài và bộ giảm tốc RV.
3. Hệ thống điều khiển
cáchệ thống điều khiển robotlà bộ não của robot và là yếu tố chính quyết định chức năng, chức năng của robot. Hệ thống điều khiển gửi tín hiệu điều khiển đến hệ thống lái và cơ cấu thực thi theo chương trình đầu vào và điều khiển chúng. Nhiệm vụ chính củarobot công nghiệp Công nghệ điều khiển là để kiểm soát phạm vi hoạt động, tư thế và quỹ đạo cũng như thời gian hành động củarobot công nghiệps trong không gian làm việc. Nó có các đặc điểm của lập trình đơn giản, thao tác menu phần mềm, giao diện tương tác giữa người và máy tính thân thiện, lời nhắc thao tác trực tuyến và sử dụng thuận tiện. Hệ thống điều khiển là cốt lõi của robot và các công ty nước ngoài có liên quan rất gần gũi với các thử nghiệm của chúng tôi. Trong những năm gần đây, với sự phát triển của công nghệ vi điện tử, hiệu suất của bộ vi xử lý ngày càng cao hơn và giá thành ngày càng rẻ hơn. Giờ đây, bộ vi xử lý 32 bit có giá 1-2 đô la Mỹ đã xuất hiện trên thị trường. Bộ vi xử lý tiết kiệm chi phí đã mang lại cơ hội phát triển mới cho bộ điều khiển robot, giúp phát triển bộ điều khiển robot hiệu suất cao, chi phí thấp. Để làm cho hệ thống có đủ khả năng tính toán và lưu trữ, bộ điều khiển robot hiện nay chủ yếu bao gồm các dòng ARM mạnh mẽ, dòng DSP, dòng POWERPC, dòng Intel và các chip khác. Do chức năng và chức năng của các chip đa năng hiện có không thể đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của một số hệ thống robot về giá cả, chức năng, tích hợp và giao diện, điều này đã làm tăng nhu cầu về công nghệ SoC (System on Chip) trong hệ thống robot. Bộ xử lý được tích hợp với các giao diện cần thiết, có thể đơn giản hóa việc thiết kế các mạch ngoại vi của hệ thống, giảm kích thước hệ thống và giảm chi phí. Ví dụ: Actel tích hợp lõi bộ xử lý NEOS hoặc ARM7 vào các sản phẩm FPGA của mình để tạo thành một hệ thống SoC hoàn chỉnh. Về bộ điều khiển công nghệ robot, hoạt động nghiên cứu của hãng chủ yếu tập trung ở Hoa Kỳ và Nhật Bản, đồng thời có những sản phẩm trưởng thành như Công ty DELTATAU của Mỹ, Công ty TNHH Pengli của Nhật Bản, v.v. Bộ điều khiển chuyển động của nó lấy công nghệ DSP làm core và áp dụng cấu trúc mở dựa trên PC. 4. Tác động cuối cùng Bộ phận tác động cuối là bộ phận được kết nối với khớp cuối cùng của bộ phận thao tác. Nó thường được sử dụng để lấy đồ vật, kết nối với các cơ chế khác và thực hiện các nhiệm vụ được yêu cầu. Các nhà sản xuất robot thường không thiết kế hoặc bán các bộ phận tác động cuối cùng; trong hầu hết các trường hợp, họ chỉ cung cấp một dụng cụ kẹp đơn giản. Thông thường, bộ tác động cuối được lắp đặt trên mặt bích 6 trục của robot để hoàn thành các nhiệm vụ trong một môi trường nhất định, chẳng hạn như hàn, sơn, dán và bốc dỡ các bộ phận, là những nhiệm vụ yêu cầu robot phải hoàn thành.
Tổng quan về động cơ servo Trình điều khiển servo, còn được gọi là "bộ điều khiển servo" và "bộ khuếch đại servo", là bộ điều khiển dùng để điều khiển động cơ servo. Chức năng của nó tương tự như chức năng của bộ biến tần trên động cơ AC thông thường và là một phần của hệ thống servo. Nói chung, động cơ servo được điều khiển thông qua ba phương pháp: vị trí, tốc độ và mô-men xoắn để đạt được vị trí chính xác cao của hệ thống truyền động.
1. Phân loại động cơ servo Nó được chia thành hai loại: động cơ servo DC và AC.
Động cơ servo AC được chia thành động cơ servo không đồng bộ và động cơ servo đồng bộ. Hiện nay, hệ thống AC đang dần thay thế hệ thống DC. So với hệ thống DC, động cơ AC servo có ưu điểm là độ tin cậy cao, tản nhiệt tốt, mô men quán tính nhỏ và khả năng hoạt động dưới áp suất cao. Do không có chổi than và bánh răng lái nên hệ thống AC servo cũng trở thành hệ thống servo không chổi than và các động cơ được sử dụng trong đó là động cơ không đồng bộ kiểu lồng và động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu có cấu trúc không chổi than. 1) Động cơ servo DC được chia thành động cơ có chổi than và không chổi than
①Động cơ chổi than có giá thành thấp, cấu trúc đơn giản, mômen khởi động lớn, dải tốc độ rộng, điều khiển dễ dàng, cần bảo trì nhưng dễ bảo trì (thay chổi than), gây nhiễu điện từ, có yêu cầu về môi trường sử dụng và thường được sử dụng cho kiểm soát chi phí Các tình huống công nghiệp và dân dụng nói chung nhạy cảm;
②Động cơ không chổi than có kích thước nhỏ và trọng lượng nhẹ, công suất lớn và phản hồi nhanh. Chúng có tốc độ cao và quán tính nhỏ, mô-men xoắn ổn định và chuyển động quay mượt mà. Việc điều khiển rất phức tạp và thông minh. Phương pháp giao hoán điện tử rất linh hoạt. Nó có thể giao hoán với sóng vuông hoặc sóng hình sin. Động cơ không cần bảo trì và hoạt động hiệu quả. Tiết kiệm năng lượng, bức xạ điện từ nhỏ, tăng nhiệt độ thấp và tuổi thọ cao, phù hợp với nhiều môi trường khác nhau.
2. Đặc điểm các loại động cơ servo
1) Ưu điểm và nhược điểm của động cơ servo DC Ưu điểm: điều khiển tốc độ chính xác, đặc tính mô-men xoắn và tốc độ rất cứng, nguyên lý điều khiển đơn giản, dễ sử dụng và giá thành rẻ. Nhược điểm: chuyển mạch bàn chải, giới hạn tốc độ, lực cản bổ sung, tạo ra các hạt mài mòn (không phù hợp với môi trường không có bụi và dễ nổ)
2) Ưu điểm và nhược điểm của động cơ AC servo Ưu điểm: đặc tính điều khiển tốc độ tốt, điều khiển mượt mà trong toàn dải tốc độ, hầu như không dao động, hiệu suất cao trên 90%, ít sinh nhiệt, điều khiển tốc độ cao, điều khiển vị trí có độ chính xác cao (tùy thuộc vào độ chính xác của bộ mã hóa), định mức khu vực vận hành Bên trong, nó có thể đạt được mô-men xoắn không đổi, quán tính thấp, độ ồn thấp, không bị mòn chổi và không cần bảo trì (thích hợp với môi trường không có bụi và dễ nổ). Nhược điểm: Việc điều khiển phức tạp hơn, các tham số trình điều khiển cần được điều chỉnh tại chỗ và các tham số PID được xác định và cần nhiều kết nối hơn. Hiện tại, các bộ điều khiển servo chính thống sử dụng bộ xử lý tín hiệu số (DSP) làm lõi điều khiển, có thể thực hiện các thuật toán điều khiển tương đối phức tạp và đạt được số hóa, kết nối mạng và trí thông minh. Các thiết bị nguồn thường sử dụng các mạch truyền động được thiết kế với các mô-đun nguồn thông minh (IPM) làm lõi. IPM tích hợp mạch điều khiển và có các mạch bảo vệ và phát hiện lỗi như quá áp, quá dòng, quá nhiệt và thiếu điện áp. Phần mềm cũng được thêm vào mạch chính. Mạch khởi động để giảm tác động của quá trình khởi động lên trình điều khiển. Bộ truyền động nguồn trước tiên sẽ chỉnh lưu nguồn điện ba pha đầu vào hoặc nguồn điện lưới thông qua mạch chỉnh lưu toàn cầu ba pha để thu được dòng điện một chiều tương ứng. Sau đó, nguồn điện ba pha hoặc nguồn điện chính đã được chỉnh lưu được chuyển đổi thành tần số bằng bộ biến tần điện áp hình sin ba pha để điều khiển động cơ servo AC đồng bộ nam châm vĩnh cửu ba pha. Toàn bộ quá trình của bộ truyền động điện có thể nói đơn giản là quá trình AC-DC-AC. Mạch tôpô chính của bộ chỉnh lưu (AC-DC) là mạch chỉnh lưu không điều khiển toàn cầu ba pha.
Hình ảnh bùng nổ của bộ giảm sóng hài Công ty Nabtesco của Nhật Bản phải mất 6-7 năm kể từ khi đề xuất thiết kế RV vào đầu những năm 1980 để đạt được bước đột phá đáng kể trong nghiên cứu bộ giảm tốc RV vào năm 1986; Nantong Zhenkang và Hengfengtai, những công ty đầu tiên tạo ra kết quả ở Trung Quốc, cũng đã dành thời gian. 6-8 năm. Phải chăng doanh nghiệp trong nước của chúng ta không có cơ hội? Tin tốt là sau vài năm triển khai, các công ty Trung Quốc cuối cùng đã đạt được một số bước đột phá.
*Bài viết được sao chép từ Internet, vui lòng liên hệ với chúng tôi để xóa vi phạm.
Thời gian đăng: 15-09-2023
