工业机器人广泛使用在产业制造上,汽车制造、电器、食品等,能替代反复机器式操纵工作,是靠本身动力和控制才能来实现种种功用的一种机器。它能够承受人类指挥,也能够按照事先编排的程序运转。如今我们讲讲工业机器人基本主要构成部分。
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1. 驱动系统
工业机器人的驱动系统,按动力源分为液压,气动和电动三大类。依据需求也可由这三种范例组合并复合式的驱动系统。或者通过同步带、轮系、齿轮等机械传动机构来间接驱动。驱动系统有动力装置和传动机构,用以实行机构发生相应的动作,这三类根本驱动系统的各有特点,现在主流的是电动驱动系统。
由于低惯量,大转矩交、直流伺服电机及其配套的伺服驱动器(交换变频器、直流脉冲宽度调制器)的普遍接纳。这类系统不需能量转换,运用方便,控制灵敏。大多数电机后面需安装精细的传动机构:减速器。其齿运用齿轮的速率转换器,将电机的反转数减速到所要的反转数,并得到较大转矩的装置,从而降低转速,添加转矩,当负载较大时,一味提升伺服电机的功率是很不划算的,能够在适宜的速率范畴内通过减速器来进步输出扭矩。伺服电机在低频运转下容易发热和出现低频振动,长时间和重复性的工作不利于确保其准确性、牢靠地运转。精细减速电机的存在使伺服电机在一个适宜的速率下运转,加强机器体刚性的同时输出更大的力矩。如今主流的减速器有两种:谐波减速器和RV减速器
2. 主体
主体机械即机座和实行机构,包括大臂、小臂、腕部和手部,构成的多自由度的机械系统。有的机器人另有行走机构。工业机器人有6个自由度乃至更多腕部通俗有1~3个活动自由度。
3.控制系统
机器人控制系统是机器人的大脑,是决定机器人功用和功能的主要要素。控制系统是按照输入的程序对驱动系统和实行机构收回指令信号,并进行控制。工业机器人控制技术的主要任务便是控制工业机器人在工作空间中的活动范围、姿势和轨迹、动作的时间等。具有编程简单、软件菜单操纵、友好的人机交互界面、在线操纵提示和运用方便等特点。
控制器系统是机器人的中心,外国有关公司对我国实验紧密封闭。连年来随着微电子技术的开展,微处置器的功能越来越高,而价钱则越来越便宜,现在市集上曾经出现了1-2美金的32位微处置器。高性价比的微处置器为机器人控制器带来了新的开展机会,使开辟低本钱、高功能的机器人控制器成为可能。为了使系统具有充足的运算与存储能力,现在机器人控制器多接纳较强的ARM系列、DSP系列、POWERPC系列、Intel系列等芯片构成。
由于已有的通用芯片功用及功能上不可以完全满足有些机器人系统在价钱、功能、集成度和接口等方面的要求,这就萌生了机器人系统对SoC(Systemon Chip)技能的需求,将特定的处置器与所需求的接口集成在一同,可简化系统外围电路的设计,减少系统尺寸,并低低成本。比方,Actel公司将NEOS或ARM7的处置器内核集成在其FPGA产品上,构成了一个完整的SoC系统。在机器人技术控制器方面,其研讨主要会合在美国和日本,并有成熟的成品,如美国DELTATAU公司、日本朋立株式会社等。其运动控制器以DSP技术为核心,采用基于PC的开放式结构。
4.末端执行器
末端执行器连接在机械手***后一个关节上的部件,它一般用来抓取物体,与其他机构连接并执行需要的任务。机器人制造商一般不设计或出售末端执行器,多数情况下,他们只提供一个简单的抓持器。通常末端执行器安装在机器人6轴的法兰盘上以完成给定环境中的任务,如焊接,喷漆,涂胶以及零件装卸等就是需要机器人来完成的任务。
伺服电机的概述:
一、伺服电机的分类
分为直流和交流伺服电动机两大类,交流伺服电动机又分为异步伺服电动机和同步伺服电动机,目前交流系统正在逐渐代替直流系统。与直流系统相比,交流伺服电机具有高可靠性、散热好、转动惯量小、能工作于高压状态下等优点。因为无电刷和转向器,故交流私服系统也成为无刷伺服系统,用于其中的电机是无刷结构的笼型异步电机和永磁同步型电机。
二、不同类型伺服电机的特点
1)直流伺服电机的优点和缺点
优点:速度控制***,转矩速度特性很硬,控制原理简单,使用方便,价格便宜。
缺点:电刷换向,速度限制,附加阻力,产生磨损微粒(无尘易爆环境不宜)
2)交流伺服电机的优点和缺点
优点:速度控制特性良好,在整个速度区内可实现平滑控制,几乎无振荡,90%以上的高效率,发热少,高速控制,高***度位置控制(取决于编码器精度),额定运行区域内,可实现恒力矩,惯量低,低噪音,无电刷磨损,免维护(适用于无尘、易爆环境)。
缺点:控制较复杂,驱动器参数需要现场调整PID参数确定,需要更多的连线。
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