Tööstusrobots kasutatakse laialdaselt tööstuslikus tootmises, näiteks autotööstuses, elektriseadmete, toiduainete jms tootmises. Need võivad asendada korduvaid mehaanilisi toiminguid ja on masinad, mis mitmesuguste funktsioonide saavutamiseks tuginevad omaenda võimsusele ja juhtimisvõimalustele. Need taluvad inimese käske ja töötavad ka vastavalt eelprogrammeeritud programmidele. Nüüd räägime põhikomponentidesttööstusrobots.
1. Teema
Peamised mehhanismid on masina alus ja täiturmehhanism, mis hõlmab suurt käsivart, küünarvart, randmet ja labakätt, mis moodustavad mitme vabadusastmega mehaanilise süsteemi. Mõnel robotil on ka kõndimismehhanismid.Tööstusrobotson 6 või isegi rohkem vabadusastet. Randmel on üldiselt 1 kuni 3 liikumisvabadusastet.
2. Ajamisüsteem
Sõidusüsteemtööstusrobotson jõuallika järgi jagatud kolme kategooriasse: hüdrauliline, pneumaatiline ja elektriline. Neid kolme tüüpi saab vastavalt vajadusele kombineerida ka komposiitajamisüsteemiks. Või kaudselt juhitav mehaaniliste ülekandemehhanismide, näiteks sünkroonrihmade, hammasrataste ja hammasrataste kaudu. Ajamisüsteemil on jõuseade ja ülekandemehhanism, mida kasutatakse mehhanismi vastavate toimingute teostamiseks. Igal neist kolmest põhilisest ajamisüsteemi tüübist on oma omadused. Praegune peavoolusüsteem on elektriline ajamisüsteem. Madala inertsi tõttu on laialdaselt kasutusel suure pöördemomendiga vahelduv- ja alalisvoolu servomootorid ning neid toetavad servoajamid (vahelduvvoolu sagedusmuundurid, alalisvoolu impulsi laiuse modulaatorid). Seda tüüpi süsteem ei vaja energia muundamist, on lihtne kasutada ja tundliku juhtimisega. Enamik mootoreid vajab õrna ülekandemehhanismi: reduktorit. Selle hammasratta kiirusemuundur vähendab mootori tagurpidi pöörete arvu vajalikule arvule ja annab suurema pöördemomendi, vähendades seeläbi kiirust ja suurendades pöördemomenti. Suure koormuse korral suurendatakse servomootori võimsust pimesi. Võimsus on väga kuluefektiivne ja väljundpöördemomenti saab reduktori abil sobiva kiirusevahemiku piires suurendada. Servomootorid on madalatel sagedustel töötades altid kuumenemisele ja madalsageduslikule vibratsioonile. Pikaajaline ja korduv töö ei soodusta täpse ja usaldusväärse töö tagamist. Täppisreduktormootori olemasolu võimaldab servomootoril töötada sobival kiirusel, tugevdades masina kere jäikust ja tekitades suuremat pöördemomenti. Tänapäeval on kaks peamist reduktorit: harmooniline reduktor ja RV-reduktor.
3. Juhtimissüsteem
Seeroboti juhtimissüsteemon roboti aju ja peamine tegur, mis määrab roboti funktsioonid ja funktsioonid. Juhtimissüsteem saadab sisendprogrammi kohaselt käsklusi ajamisüsteemile ja täitmismehhanismile ning juhib neid. Peamine ülesannetööstusrobot juhtimistehnoloogia eesmärk on kontrollida tegevuste ulatust, asendit ja trajektoori ning tegutsemisaegatööstusrobottööruumis. Sellel on lihtne programmeerimine, tarkvaramenüü kasutamine, sõbralik inimese ja arvuti interaktsiooniliides, võrgupõhised toimingujuhised ja mugav kasutamine. Roboti tuum on kontrollersüsteem ja asjakohased välismaised ettevõtted on meie katsetustele tihedalt lähedal. Viimastel aastatel on mikroelektroonikatehnoloogia arenguga mikroprotsessorite jõudlus üha suurenenud ja hind on aina odavam. Nüüd on turule ilmunud 32-bitised mikroprotsessorid hinnaga 1-2 USA dollarit. Kulutõhusad mikroprotsessorid on toonud robotikontrolleritele uusi arendusvõimalusi, võimaldades arendada odavaid ja suure jõudlusega robotikontrollereid. Selleks, et süsteemil oleks piisav arvutus- ja salvestusvõimsus, koosnevad robotikontrollerid nüüd enamasti võimsatest ARM-seeria, DSP-seeria, POWERPC-seeria, Inteli seeria ja muudest kiipidest. Kuna olemasolevate üldotstarbeliste kiipide funktsioonid ja võimalused ei suuda täielikult rahuldada mõnede robotisüsteemide nõudeid hinna, funktsionaalsuse, integreerimise ja liideste osas, on see tekitanud nõudluse SoC (System on Chip) tehnoloogia järele robotisüsteemides. Protsessor on integreeritud vajalike liidestega, mis lihtsustab süsteemi välisseadmete vooluringide disaini, vähendab süsteemi suurust ja kulusid. Näiteks Actel integreerib oma FPGA toodetesse NEOS- või ARM7-protsessori südamikud, moodustades tervikliku SoC-süsteemi. Robotitehnoloogia kontrollerite osas on selle uuringud koondunud peamiselt Ameerika Ühendriikidesse ja Jaapanisse ning on olemas küpseid tooteid, näiteks Ameerika DELTATAU ettevõte, Jaapani Pengli Co., Ltd. jne. Selle liikumiskontroller võtab oma tuumaks DSP-tehnoloogia ja kasutab arvutipõhist avatud struktuuri. 4. Lõpp-efektor Efektor on manipulaatori viimase liigendiga ühendatud komponent. Seda kasutatakse üldiselt objektide haaramiseks, teiste mehhanismidega ühendamiseks ja vajalike ülesannete täitmiseks. Robotitootjad üldiselt ei projekteeri ega müü efektormehhanisme; enamasti pakuvad nad ainult lihtsat haaratsit. Tavaliselt paigaldatakse efektormehhanism roboti 6-teljelisele äärikule, et täita antud keskkonnas ülesandeid, näiteks keevitamine, värvimine, liimimine ning detailide laadimine ja mahalaadimine, mis on ülesanded, mille täitmist robotid nõuavad.
Servomootorite ülevaade Servomootor, tuntud ka kui "servokontroller" ja "servovõimendi", on servomootorite juhtimiseks kasutatav kontroller. Selle funktsioon sarnaneb tavaliste vahelduvvoolumootorite sagedusmuunduri omaga ja see on osa servosüsteemist. Üldiselt juhitakse servomootorit kolme meetodi abil: asend, kiirus ja pöördemoment, et saavutada ülekandesüsteemi ülitäpne positsioneerimine.
1. Servomootorite klassifikatsioon See jaguneb kahte kategooriasse: alalisvoolu- ja vahelduvvooluservomootorid.
Vahelduvvoolu servomootorid jagunevad omakorda asünkroonseteks servomootoriteks ja sünkroonseteks servomootoriteks. Praegu asendavad vahelduvvoolusüsteemid järk-järgult alalisvoolusüsteeme. Võrreldes alalisvoolusüsteemidega on vahelduvvoolu servomootoritel eelised kõrge töökindlus, hea soojuseraldus, väike inertsimoment ja võime töötada kõrge rõhu all. Kuna harjad ja roolimehhanismid puuduvad, muutub vahelduvvoolu servosüsteem ka harjadeta servosüsteemiks ning selles kasutatavad mootorid on puurtüüpi asünkroonmootorid ja harjadeta konstruktsiooniga püsimagnetiga sünkroonmootorid. 1) Alalisvoolu servomootorid jagunevad harjatud ja harjadeta mootoriteks
①Harjamootoritel on madal hind, lihtne konstruktsioon, suur käivitusmoment, lai kiiruste vahemik, lihtne juhtimine, nad vajavad hooldust, kuid on kergesti hooldatavad (süsinikuharjade vahetamine), tekitavad elektromagnetilisi häireid, neil on nõuded kasutuskeskkonnale ja neid kasutatakse tavaliselt kulude kontrollimiseks. Tundlikud üldised tööstus- ja tsiviilolukorrad.
②Harjadeta mootorid on väikese suurusega ja kerged, suure võimsusega ja kiire reageerimisajaga. Neil on suur kiirus ja väike inerts, stabiilne pöördemoment ja sujuv pöörlemine. Juhtimine on keerukas ja intelligentne. Elektrooniline kommutatsioonimeetod on paindlik. Kommutatsioon võib toimuda nii ristkülikukujulise kui ka siinuslaine abil. Mootor on hooldusvaba ja tõhus. Energiasäästlik, väikese elektromagnetilise kiirgusega, madala temperatuuritõusuga ja pika elueaga, sobib erinevatesse keskkondadesse.
2. Erinevat tüüpi servomootorite omadused
1) Alalisvoolu servomootori eelised ja puudused Eelised: täpne kiiruse reguleerimine, väga ranged pöördemomendi ja kiiruse karakteristikud, lihtne juhtimispõhimõte, lihtne kasutada ja odav hind. Puudused: harjade kommuteerimine, kiirusepiirang, lisatakistus, kulumisosakeste teke (ei sobi tolmuvabasse ja plahvatusohtlikku keskkonda)
2) Vahelduvvoolu servomootori eelised ja puudused Eelised: head kiiruse reguleerimise omadused, sujuv juhtimine kogu kiirusevahemikus, peaaegu puudub võnkumine, kõrge efektiivsus üle 90%, väiksem soojuse teke, kiire reguleerimine, täpne positsioonijuhtimine (sõltuvalt enkoodri täpsusest), nimitööpiirkond. Selle piires on võimalik saavutada konstantne pöördemoment, madal inertsiaalsus, madal müratase, harjade kulumise puudumine ja hooldusvaba (sobib tolmuvabasse ja plahvatusohtlikku keskkonda). Puudused: Juhtimine on keerulisem, draiveri parameetreid tuleb kohapeal reguleerida ja PID-parameetrid määrata ning vaja on rohkem ühendusi. Praegu kasutavad tavalised servoajamid juhtimissüdamikuna digitaalseid signaaliprotsessoreid (DSP), mis suudavad rakendada suhteliselt keerukaid juhtimisalgoritme ning saavutada digitaliseerimise, võrgustamise ja intelligentsuse. Toiteseadmed kasutavad üldiselt intelligentsete toitemoodulitega (IPM) konstrueeritud ajamiahelaid südamikuna. IPM integreerib ajamiahela ning sellel on rikete tuvastamise ja kaitseahelad, näiteks ülepinge, ülevoolu, ülekuumenemise ja alapinge eest. Põhiahelale on lisatud ka tarkvara. Käivitusahel vähendab käivitamisprotsessi mõju juhile. Toiteajam alaldab esmalt sisendkolmefaasilise toite või võrgutoite kolmefaasilise täissilla alaldi abil, et saada vastav alalisvool. Seejärel muundatakse alaldatud kolmefaasiline toite või võrgutoide kolmefaasilise sinusoidaalse PWM-pingemuunduri abil sageduseks, et juhtida kolmefaasilist püsimagnetiga sünkroonset vahelduvvoolu servomootorit. Toiteajami kogu protsessi võib lihtsalt öelda kui AC-DC-AC protsessi. Alaldi (AC-DC) peamine topoloogiline vooluring on kolmefaasiline täissillaga juhitamatu alaldi vooluring.
Harmoonilise reduktori plahvatusvaade Jaapani ettevõttel Nabtesco kulus haagissuvilate disaini ettepanekust 1980. aastate alguses kuni olulise läbimurdeni haagissuvilate reduktorite uurimisel 1986. aastal 6–7 aastat; ja Nantong Zhenkang ja Hengfengtai, kes olid esimesed, kes Hiinas tulemusi andsid, kulutasid samuti aega. 6–8 aastat. Kas see tähendab, et meie kohalikel ettevõtetel pole võimalusi? Hea uudis on see, et pärast mitmeaastast juurutamist on Hiina ettevõtted lõpuks läbimurdeid teinud.
*Artikkel on pärit internetist, palun võtke meiega ühendust rikkumise kustutamiseks.
Postituse aeg: 15. september 2023
