Robot công nghiệps Chúng 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 thao tác cơ khí lặp đi lặp lại và là những máy móc dựa vào khả năng vận hành và điều khiển riêng để thực hiện các chức năng khác nhau. Chúng có thể chịu được lệnh của con người và cũng có thể hoạt động theo các chương trình được lập trình sẵn. Bây giờ chúng ta sẽ nói về các thành phần chính cơ bản của chúng.robot công nghiệps.
1. Chủ đề
Cấu tạo chính của robot bao gồm khung máy và cơ cấu truyền động, trong đó có cánh tay lớn, cẳng tay, cổ tay và bàn tay, tạo thành một hệ thống cơ khí đa bậc tự do. Một số robot còn có thêm cơ chế đi bộ.Robot công nghiệpsCó 6 bậc tự do hoặc thậm chí nhiều hơn. Cổ tay thường chỉ có từ 1 đến 3 bậc tự do chuyển động.
2. Hệ thống truyền động
Hệ thống lái củarobot công nghiệpsHệ thống truyền động được chia thành ba loại dựa trên nguồn năng lượng: thủy lực, khí nén và điện. Ba loại này cũng có thể được kết hợp thành một hệ thống truyền động phức hợp dựa trên yêu cầu. Hoặc được dẫn động gián tiếp thông qua các cơ cấu truyền động cơ khí như dây đai đồng bộ, bộ truyền bánh răng và bánh răng. Hệ thống truyền động có một thiết bị tạo năng lượng và một cơ cấu truyền động, được sử dụng để thực hiện các hoạt động tương ứng của cơ cấu. Mỗi loại trong ba loại hệ thống truyền động cơ bản này đều có những đặc điểm riêng. Hiện nay, xu hướng chủ đạo là hệ thống truyền động điện. Do quán tính thấp, động cơ servo AC và DC mô-men xoắn lớn cùng các bộ điều khiển servo hỗ trợ (biến tần AC, bộ điều chỉnh độ rộng xung DC) được sử dụng rộng rãi. Hệ thống loại này không cần chuyển đổi năng lượng, dễ sử dụng và có khả năng điều khiển nhạy bén. Hầu hết các động cơ đều yêu cầu một cơ cấu truyền động tinh tế: bộ giảm tốc. Các răng của bộ giảm tốc 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 thiết bị có mô-men xoắn lớn hơn, do đó giảm tốc độ và tăng mô-men xoắn. Khi tải trọng lớn, việc tăng công suất động cơ servo một cách không cần thiết rất tiết kiệm chi phí, và mô-men xoắn đầu ra có thể được tăng lên 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. Làm 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 vững của thân máy và tạo ra mô-men xoắn lớn hơn. Hiện nay có hai loại bộ giảm tốc chính: bộ giảm tốc hài hòa và bộ giảm tốc RV.
3. Hệ thống điều khiển
Cáihệ thống điều khiển robotHệ thống điều khiển là bộ não của robot và là yếu tố chính quyết định các chức năng và hoạt động của robot. Hệ thống điều khiển gửi tín hiệu lệnh đến hệ thống truyền động và cơ cấu thực thi theo chương trình đầu vào và điều khiển chúng. Nhiệm vụ chính của hệ thống điều khiển là...robot công nghiệp Công nghệ điều khiển nhằm mục đích kiểm soát phạm vi hoạt động, tư thế, quỹ đạo và thời gian hành động củarobot công nghiệpNó nằm trong không gian làm việc. Nó có các đặc điểm như lập trình đơn giản, thao tác menu phần mềm, giao diện tương tác người-máy thân thiện, hướng dẫn thao tác trực tuyến và sử dụng thuận tiện. Hệ thống điều khiển là cốt lõi của robot, và các công ty nước ngoài liên quan đang theo sát các thí nghiệm của chúng tôi. Trong những năm gần đây, với sự phát triển của công nghệ vi điện tử, hiệu năng của bộ vi xử lý ngày càng cao, trong khi giá thành lại ngày càng rẻ. Hiện nay, các bộ vi xử lý 32-bit có giá từ 1-2 đô la Mỹ đã xuất hiện trên thị trường. Các bộ vi xử lý tiết kiệm chi phí đã mang lại những cơ hội phát triển mới cho bộ điều khiển robot, giúp phát triển các bộ điều khiển robot hiệu năng cao với chi phí thấp. Để đảm bảo hệ thống có đủ khả năng tính toán và lưu trữ, các bộ điều khiển robot hiện nay chủ yếu được cấu tạo từ các chip mạnh mẽ thuộc dòng ARM, DSP, POWERPC, Intel và các dòng khác. Do chức năng và khả 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 dẫn đến nhu cầu về công nghệ SoC (System on Chip) trong các hệ thống robot. Bộ xử lý được tích hợp với các giao diện cần thiết, giúp đơn giản hóa thiết kế mạch ngoại vi của hệ thống, giảm kích thước hệ thống và giảm chi phí. Ví dụ, Actel tích hợp các lõi 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, nghiên cứu chủ yếu tập trung ở Hoa Kỳ và Nhật Bản, và đã có những sản phẩm hoàn thiện, chẳng hạn như công ty DELTATAU của Mỹ, công ty Pengli của Nhật Bản, v.v. Bộ điều khiển chuyển động của họ sử dụng công nghệ DSP làm cốt lõi và áp dụng cấu trúc mở dựa trên PC. 4. Bộ phận cuối của cơ cấu tác động Bộ phận cuối trục (end effector) là một thành phần được kết nối với khớp cuối cùng của bộ điều khiển robot. Nó thường được sử dụng để kẹp các vật thể, kết nối với các cơ cấu khác và thực hiện các nhiệm vụ cần thiết. Các nhà sản xuất robot thường không thiết kế hoặc bán bộ phận cuối trục; trong hầu hết các trường hợp, họ chỉ cung cấp một bộ kẹp đơn giản. Thông thường, bộ phận cuối trục 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 keo, và xếp dỡ linh kiện, đây là những nhiệm vụ cần robot thực hiện.
Tổng quan về động cơ servo Bộ điều khiển servo, còn được gọi là "bộ điều khiển servo" và "bộ khuếch đại servo", là một bộ điều khiển được sử dụng để điều khiển động cơ servo. Chức năng của nó tương tự như bộ biến tần trên các động cơ AC thông thường, và nó 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 khả năng định vị 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 tiếp 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 servo AC có ưu điểm là độ tin cậy cao, tản nhiệt tốt, momen quán tính nhỏ và khả năng hoạt động dưới áp suất cao. Do không có chổi than và bộ phận lái, hệ thống servo AC 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 động cơ không chổi than.
①Động cơ chổi than có chi phí thấp, cấu trúc đơn giản, mô-men xoắn khởi động lớn, dải tốc độ rộng, dễ điều khiển, cần bảo trì nhưng dễ bảo trì (thay chổi than), tạo ra nhiễu điện từ, có yêu cầu về môi trường sử dụng và thường được sử dụng trong các tình huống công nghiệp và dân dụng nhạy cảm về chi phí để kiểm soát lượng tiêu thụ;
②Động cơ không chổi than có kích thước nhỏ, 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 quay êm. Hệ thống điều khiển phức tạp và thông minh. Phương pháp chuyển mạch điện tử linh hoạt, có thể chuyển mạch bằng sóng vuông hoặc sóng sin. Động cơ không cần bảo dưỡng và hiệu quả cao. Tiết kiệm năng lượng, bức xạ điện từ thấp, nhiệt độ tăng thấp và tuổi thọ cao, phù hợp với nhiều môi trường khác nhau.
2. Đặc điểm của các loại động cơ servo khác nhau
1) Ưu điểm và nhược điểm của động cơ servo DC Ưu điểm: điều khiển tốc độ chính xác, mô-men xoắn và tốc độ cao, nguyên lý điều khiển đơn giản, dễ sử dụng và giá thành rẻ. Nhược điểm: chuyển mạch bằng chổi than, giới hạn tốc độ, điện trở bổ sung, tạo ra các hạt mài mòn (không phù hợp với môi trường không bụi và dễ cháy nổ)
2) Ưu điểm và nhược điểm của động cơ servo AC Ưu điểm: đặc tính điều khiển tốc độ tốt, điều khiển mượt mà trong toàn bộ dải tốc độ, hầu như không dao động, hiệu suất cao hơn 90%, ít sinh nhiệt, điều khiển tốc độ cao, điều khiển vị trí chính xác cao (tùy thuộc vào độ chính xác của bộ mã hóa), trong phạm vi hoạt động định mức, nó có thể đạt được mô-men xoắn không đổi, quán tính thấp, tiếng ồn thấp, không bị mòn chổi than và không cần bảo trì (thích hợp cho môi trường không bụi và không dễ cháy nổ). Nhược điểm: Quá trình điều khiển phức tạp hơn, các thông số của trình điều khiển cần được điều chỉnh tại chỗ và các thông số PID cần được xác định, đồng thời cần nhiều kết nối hơn. Hiện nay, các bộ điều khiển servo phổ biến sử dụng bộ xử lý tín hiệu số (DSP) làm lõi điều khiển, có khả năng thực hiện các thuật toán điều khiển tương đối phức tạp và đạt được số hóa, kết nối mạng và thông minh. Các thiết bị nguồn thường sử dụng mạch điều khiển được thiết kế với mô-đun nguồn thông minh (IPM) làm lõi. IPM tích hợp mạch điều khiển và có các mạch phát hiện lỗi và bảo vệ như quá áp, quá dòng, quá nhiệt và thiếu áp. Phần mềm cũng được thêm vào mạch chính. Mạch khởi động nhằm giảm thiểu tác động của quá trình khởi động lên bộ điều khiển. Bộ điều khiển nguồn trước tiên chỉnh lưu nguồn điện ba pha hoặc nguồn điện lưới đầu vào thông qua mạch chỉnh lưu cầu toàn phần ba pha để thu được dòng điện một chiều tương ứng. Nguồn điện ba pha hoặc nguồn điện lưới đã chỉnh lưu sau đó được chuyển đổi thành tần số bằng bộ biến tần điện áp PWM 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 điều khiển nguồn có thể được gọi đơn giản là quá trình AC-DC-AC. Mạch cấu trúc chính của bộ chỉnh lưu (AC-DC) là mạch chỉnh lưu cầu toàn phần ba pha không điều khiển.
Hình ảnh tháo rời của bộ giảm âm hài hòa. Công ty Nabtesco của Nhật Bản đã mất 6-7 năm kể từ khi đề xuất thiết kế RV vào đầu những năm 1980 cho đến khi đạt được bước đột phá đáng kể trong nghiên cứu bộ giảm tốc RV vào năm 1986; và Nantong Zhenkang cùng Hengfengtai, những công ty đầu tiên đạt được kết quả tại Trung Quốc, cũng đã mất 6-8 năm. Điều đó có nghĩa là các doanh nghiệp trong nước của chúng ta không có cơ hội sao? Tin tốt là sau nhiều năm nỗ lực, các công ty Trung Quốc cuối cùng cũng đã đạt được một số bước đột phá.
*Bài viết này được sao chép từ Internet, vui lòng liên hệ với chúng tôi nếu vi phạm bản quyền.
Thời gian đăng bài: 15/09/2023
