ส่วนประกอบหลักพื้นฐานของหุ่นยนต์อุตสาหกรรม

หุ่นยนต์อุตสาหกรรมมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการผลิต การผลิตรถยนต์ เครื่องใช้ไฟฟ้า อาหาร ฯลฯ สามารถทดแทนงานจัดการประเภทเครื่องจักรที่ทำซ้ำได้ โดยอาศัยกำลังและความสามารถในการควบคุมของตัวเองเพื่อให้ได้ฟังก์ชันที่หลากหลายของเครื่องจักร สามารถทนต่อคำสั่งของมนุษย์ แต่ยังสอดคล้องกับการทำงานของโปรแกรมล่วงหน้า-ด้วย วันนี้เราจะมาพูดถึงส่วนประกอบหลักพื้นฐานของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมกัน

1. ตัวเครื่องหลัก

ตัวเครื่องหลักที่เป็นฐานและการนำกลไกมาใช้ ได้แก่ แขน แขน ข้อมือ และมือ ซึ่งเป็นองค์ประกอบของระบบกลไกที่มีอิสระหลายระดับ หุ่นยนต์บางตัวมีกลไกการเดินแบบอื่น หุ่นยนต์อุตสาหกรรมมีระดับความอิสระตั้งแต่ 6 องศาขึ้นไป โดยทั่วไปข้อมือจะมีระดับความอิสระในการเคลื่อนที่ 1 ถึง 3 องศา

2.ระบบขับเคลื่อน

ระบบขับเคลื่อนของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมแบ่งออกเป็น 3 ประเภท ได้แก่ ไฮดรอลิก นิวแมติก และไฟฟ้าตามแหล่งพลังงาน ตามความต้องการสามารถรวมเข้าด้วยกันโดยตัวอย่างทั้งสามนี้และระบบไดรฟ์แบบคอมโพสิต หรือผ่านสายพานซิงโครนัส ระบบล้อ เกียร์ และกลไกการส่งกำลังทางกลอื่นๆ เพื่อขับเคลื่อนทางอ้อม ระบบขับเคลื่อนมีหน่วยกำลังและกลไกการส่งกำลัง ซึ่งใช้ในการดำเนินการที่สอดคล้องกัน ระบบขับเคลื่อนพื้นฐานทั้งสามประเภทนี้มีลักษณะเฉพาะของตัวเอง ขณะนี้กระแสหลักคือระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า อันเป็นผลมาจากความเฉื่อยต่ำ เซอร์โวมอเตอร์ AC และ DC แรงบิดขนาดใหญ่และเซอร์โวไดรฟ์ที่รองรับ (ตัวแปลงความถี่แบบสวิตช์ ตัวปรับความกว้างพัลส์ DC) ของการยอมรับทั่วไป ระบบประเภทนี้ไม่ต้องการการแปลงพลังงาน ใช้งานง่าย มีการควบคุมที่ละเอียดอ่อน มอเตอร์ส่วนใหญ่จำเป็นต้องติดตั้งอยู่ด้านหลังกลไกการส่งกำลังแบบละเอียด: ตัวลด ฟันของตัวแปลงอัตราโดยใช้เกียร์ จำนวนการหมุนตัวนับ-ของมอเตอร์จะถูกลดความเร็วลงตามจำนวนตัวนับ-การหมุนที่ต้องการ และเพื่อให้ได้อุปกรณ์แรงบิดที่ใหญ่ขึ้น ซึ่งจะช่วยลดความเร็ว เพิ่มแรงบิด เมื่อโหลดมีขนาดใหญ่ เซอร์โวมอเตอร์เพื่อเพิ่มกำลังไม่คุ้มค่า- สามารถอยู่ในอัตราความเร็วที่เหมาะสมภายในขอบเขต ของตัวลดความเร็วเพื่อปรับปรุงแรงบิดเอาต์พุต เซอร์โวมอเตอร์ในการทำงานความถี่ต่ำ-มีแนวโน้มที่จะเกิดความร้อนและการสั่นสะเทือนความถี่ต่ำ- ชั่วโมงการทำงานที่ยาวนานและการทำงานซ้ำๆ ไม่เอื้อต่อความแม่นยำและการทำงานที่เชื่อถือได้ การมีอยู่ของมอเตอร์เกียร์ละเอียดช่วยให้เซอร์โวมอเตอร์ทำงานในอัตราที่เหมาะสม เสริมความแข็งแกร่งของตัวเครื่องในขณะที่ส่งแรงบิดได้มากขึ้น ปัจจุบันมีกระปุกเกียร์หลักอยู่สองประเภท: กระปุกเกียร์ฮาร์มอนิกและกระปุกเกียร์ RV

3.ระบบควบคุม

ระบบควบคุมหุ่นยนต์คือสมองของหุ่นยนต์และเป็นองค์ประกอบหลักที่กำหนดประโยชน์ใช้สอยและการทำงานของหุ่นยนต์ ระบบควบคุมเป็นไปตามโปรแกรมอินพุตบนระบบขับเคลื่อนและการใช้กลไกในการกู้คืนสัญญาณคำสั่งและการควบคุม ภารกิจหลักของเทคโนโลยีการควบคุมหุ่นยนต์อุตสาหกรรมคือการควบคุมช่วงของกิจกรรม ท่าทาง และวิถีการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมในพื้นที่ทำงาน เวลาของการดำเนินการ และอื่นๆ โดดเด่นด้วยการเขียนโปรแกรมอย่างง่าย การจัดการเมนูซอฟต์แวร์ อินเทอร์เฟซการโต้ตอบกับคอมพิวเตอร์-ของมนุษย์ที่เป็นมิตร ข้อความแจ้งการจัดการออนไลน์ และความสะดวกในการใช้งาน ระบบควบคุมเป็นศูนย์กลางของหุ่นยนต์ บริษัทต่างประเทศที่เกี่ยวข้องกับการทดลองของเราปิดอย่างใกล้ชิด ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ฟังก์ชั่นของ micro disposer ก็เริ่มสูงขึ้นเรื่อย ๆ ในขณะที่ราคาเริ่มถูกลงและถูกลง และตอนนี้ตลาดได้ปรากฏ 1-2 ดอลลาร์สหรัฐของ micro disposer 32 บิต

ไมโครโปรเซสเซอร์ที่คุ้มค่า-สำหรับตัวควบคุมหุ่นยนต์นำมาซึ่งโอกาสในการพัฒนาใหม่ๆ เพื่อให้สามารถพัฒนาตัวควบคุมหุ่นยนต์ที่มีฟังก์ชัน-ต่ำและสูง-ได้ เพื่อให้ระบบมีความสามารถในการประมวลผลและการจัดเก็บที่เพียงพอ ตัวควบคุมหุ่นยนต์จึงยอมรับซีรีส์ ARM, ซีรีส์ DSP, ซีรีส์ POWERPC, ซีรีส์ Intel และส่วนประกอบชิปอื่น ๆ ที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้น เนื่องจากฟังก์ชันและฟังก์ชันชิปสำหรับวัตถุประสงค์ทั่วไป-ที่มีอยู่ไม่สามารถตอบสนองความต้องการของระบบหุ่นยนต์บางระบบได้อย่างสมบูรณ์ในแง่ของราคา ฟังก์ชันการทำงาน การรวมและอินเทอร์เฟซ ซึ่งให้กำเนิดระบบหุ่นยนต์ตามความต้องการทักษะ SoC (ชิป Systemon) ตัวกำจัดเฉพาะและอินเทอร์เฟซที่จำเป็นที่รวมเข้าด้วยกัน สามารถทำให้การออกแบบวงจรต่อพ่วงของระบบง่ายขึ้น ลดขนาดของระบบ และต่ำ ต้นทุนต่ำ- ตัวอย่างเช่น Actel ผสานรวมแกนกำจัด NEOS หรือ ARM7 เข้ากับผลิตภัณฑ์ FPGA เพื่อสร้างระบบ SoC ที่สมบูรณ์ ในแง่ของตัวควบคุมหุ่นยนต์ การวิจัยของบริษัทส่วนใหญ่มาบรรจบกันในสหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่น และมีผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปที่เติบโตเต็มที่ เช่น บริษัท US DELTATAU, Pengli Co ของญี่ปุ่น ตัวควบคุมการเคลื่อนไหวใช้เทคโนโลยี DSP เป็นแกนหลัก โดยใช้โครงสร้างแบบเปิดบนพีซี-

4.ระบบตรวจจับ

เป็นองค์ประกอบของโมดูลเซ็นเซอร์ภายในและโมดูลเซ็นเซอร์ภายนอกเพื่อรับข้อมูลที่มีความหมายเกี่ยวกับสถานะสิ่งแวดล้อมภายในและภายนอก เซ็นเซอร์ภายใน: เซ็นเซอร์ที่ใช้ในการตรวจจับสถานะของหุ่นยนต์ (เช่น มุมระหว่างแขน) ซึ่งส่วนใหญ่เป็นเซ็นเซอร์ที่ตรวจจับตำแหน่งและมุม โดยเฉพาะมี: เซ็นเซอร์ตำแหน่ง เซ็นเซอร์ตำแหน่ง เซ็นเซอร์มุม และอื่นๆ เซ็นเซอร์ภายนอก: เซ็นเซอร์ที่ใช้ในการตรวจจับสภาพแวดล้อมที่หุ่นยนต์ตั้งอยู่ (เช่น การตรวจจับวัตถุ ระยะห่างจากวัตถุ) และสถานะ (เช่น การตรวจจับว่าวัตถุที่จับได้ลื่นไถลหรือไม่) โดยเฉพาะมีเซ็นเซอร์วัดระยะ เซ็นเซอร์วิชัน เซ็นเซอร์วัดแรง ฯลฯ การใช้ระบบตรวจจับอัจฉริยะช่วยเพิ่มความคล่องตัวของหุ่นยนต์ มาตรฐานการปฏิบัติจริงและสติปัญญา ระบบการรับรู้ของมนุษย์ต่อข้อมูลโลกภายนอกถือเป็นความชำนาญของหุ่นยนต์ อย่างไรก็ตาม สำหรับข้อมูลที่ได้รับอนุญาตบางส่วน เซ็นเซอร์จะมีประสิทธิภาพมากกว่าระบบของมนุษย์

5. สิ้นสุด-เอฟเฟกต์

เอฟเฟกต์ส่วนท้าย-คือส่วนประกอบที่ติดอยู่กับข้อต่อสุดท้ายของหุ่นยนต์ โดยทั่วไปจะใช้เพื่อจับวัตถุ เชื่อมต่อกับกลไกอื่นๆ และทำงานที่ต้องการ โดยทั่วไปผู้ผลิตหุ่นยนต์จะไม่ออกแบบหรือขายเอนด์-เอฟเฟ็กเตอร์ ในกรณีส่วนใหญ่พวกเขาจะจัดหาเพียงอุปกรณ์จับยึดแบบธรรมดาเท่านั้น โดยปกติแล้ว เอฟเฟกต์ส่วนปลาย-จะติดตั้งอยู่ที่หน้าแปลนของหุ่นยนต์ 6 แกนเพื่อทำงานให้สำเร็จในสภาพแวดล้อมที่กำหนด เช่น การเชื่อม การทาสี การติดกาว และการขนถ่ายชิ้นส่วนเป็นเพียงงานบางส่วนที่หุ่นยนต์จำเป็นต้องทำให้สำเร็จ

ภาพรวมของเซอร์โวมอเตอร์

เซอร์โวไดรฟ์หรือที่เรียกว่า "ตัวควบคุมเซอร์โว" และ "เครื่องขยายสัญญาณเซอร์โว" เป็นตัวควบคุมที่ใช้ในการควบคุมเซอร์โวมอเตอร์ คล้ายกับบทบาทของอินเวอร์เตอร์ในมอเตอร์ AC ทั่วไป และเป็นส่วนหนึ่งของระบบเซอร์โว โดยทั่วไป เซอร์โวมอเตอร์จะถูกควบคุมในสามวิธี: ตำแหน่ง ความเร็ว และแรงบิด เพื่อให้ทราบตำแหน่งระบบขับเคลื่อนที่มีความแม่นยำสูง-

I. การจำแนกประเภทของเซอร์โวมอเตอร์

เซอร์โวมอเตอร์ DC และ AC แบ่งออกเป็นสองประเภท โดยเซอร์โวมอเตอร์ AC แบ่งออกเป็นเซอร์โวมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสและเซอร์โวมอเตอร์แบบซิงโครนัส ระบบ AC ปัจจุบันจะค่อยๆ เข้ามาแทนที่ระบบ DC เมื่อเปรียบเทียบกับระบบ DC แล้ว เซอร์โวมอเตอร์ AC มีข้อดีคือ มีความน่าเชื่อถือสูง กระจายความร้อนได้ดี มีความเฉื่อยเล็กน้อย และสามารถทำงานภายใต้แรงดันสูงได้ เนื่องจากไม่มีแปรงและเฟืองบังคับเลี้ยว ระบบเซอร์โว AC จึงกลายเป็นระบบเซอร์โวแบบไร้แปรงถ่าน และมอเตอร์ที่ใช้ในระบบนั้นคือมอเตอร์อะซิงโครนัสชนิดกรง- และมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรที่มีโครงสร้างไร้แปรงถ่าน (1) มอเตอร์เซอร์โวกระแสตรงแบ่งออกเป็นแปรงและมอเตอร์ไร้แปรงถ่าน 1 แปรงมอเตอร์ต้นทุนต่ำ โครงสร้างเรียบง่าย แรงบิดเริ่มต้น ช่วงความเร็วกว้าง ควบคุมง่าย บำรุงรักษา แต่การบำรุงรักษาสะดวก (เปลี่ยนแปรงคาร์บอน) สัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า การใช้ข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม มักจะใช้สำหรับต้นทุน-โอกาสทางอุตสาหกรรมและพลเรือนที่ละเอียดอ่อนทั่วไป 2 มอเตอร์ไร้แปรงถ่านขนาดเล็กและน้ำหนักเบา การตอบสนองขนาดใหญ่ต่อพลังของความเร็ว ความเร็วความเฉื่อยสูงมีขนาดเล็ก แรงบิดและมีเสถียรภาพ การหมุนที่ราบรื่น การควบคุมที่ซับซ้อน อัจฉริยะ การเปลี่ยนเฟสอิเล็กทรอนิกส์แบบยืดหยุ่น อาจเป็นคลื่นสี่เหลี่ยมหรือการเปลี่ยนเฟสคลื่นไซน์ การบำรุงรักษา - มอเตอร์ฟรี ประหยัดพลังงาน รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าขนาดเล็ก อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นต่ำและอายุการใช้งานยาวนาน เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย

ครั้งที่สอง ลักษณะของเซอร์โวมอเตอร์ประเภทต่างๆ

1) ข้อดีและข้อเสียของ DC เซอร์โวมอเตอร์ ข้อดี: การควบคุมความเร็วที่แม่นยำ แรงบิดที่แข็งมาก- ลักษณะความเร็ว หลักการควบคุมที่เรียบง่าย ใช้งานง่าย ราคาไม่แพง ข้อเสีย: การเปลี่ยนแปรง การจำกัดความเร็ว ความต้านทานเพิ่มเติม การสร้างอนุภาคการสึกหรอ (ไม่เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่ปราศจากฝุ่น-และเกิดการระเบิด) 2) ข้อดีและข้อเสียของเซอร์โวมอเตอร์ AC ข้อดี: ลักษณะการควบคุมความเร็วที่ดี การควบคุมที่ราบรื่นภายในโซนความเร็วทั้งหมด แทบไม่มีการสั่น ประสิทธิภาพสูงมากกว่า 90% การสร้างความร้อนต่ำ การควบคุมความเร็วสูง การควบคุมตำแหน่งที่มีความแม่นยำสูง (ขึ้นอยู่กับความแม่นยำ ของตัวเข้ารหัส) ภายในพื้นที่การทำงานที่กำหนด สามารถรับแรงบิดคงที่ ความเฉื่อยต่ำ เสียงรบกวนต่ำ แปรงไม่สึกหรอ ไม่มีการบำรุงรักษา- (เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่ปราศจากฝุ่น-และระเบิดได้)

ข้อเสีย:การควบคุมที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น จำเป็นต้องปรับพารามิเตอร์ของไดรฟ์บน-พารามิเตอร์ PID ของไซต์ เพื่อกำหนดความจำเป็นในการเชื่อมต่อเพิ่มเติม ปัจจุบันไดรฟ์เซอร์โวกระแสหลักกำลังใช้ตัวประมวลผลสัญญาณดิจิทัล (DSP) เป็นแกนควบคุม สามารถบรรลุอัลกอริธึมการควบคุมที่ซับซ้อนมากขึ้น ดิจิทัล เครือข่าย และอัจฉริยะ โดยทั่วไปอุปกรณ์จ่ายไฟจะใช้กับโมดูลพลังงานอัจฉริยะ (IPM) เป็นหลักในการออกแบบวงจรขับเคลื่อน วงจรขับเคลื่อนรวมภายใน IPM ในเวลาเดียวกันกับแรงดันไฟฟ้าเกิน- กระแสเกิน- ความร้อนสูงเกินไป แรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า- และวงจรการตรวจจับและป้องกันข้อผิดพลาดอื่นๆ ในวงจรหลักยังถูกเพิ่มลงในวงจร-สตาร์ทแบบนุ่มนวลด้วย ลดขั้นตอนการเริ่มต้น-กับผลกระทบของไดรฟ์ หน่วยขับเคลื่อนกำลังขั้นแรกผ่านวงจรเรียงกระแสบริดจ์เต็ม-เฟส-เพื่อแก้ไขอินพุตไฟสาม-เฟสหรือพลังงานไฟฟ้าสาธารณูปโภค เพื่อให้ได้พลังงาน DC ที่สอดคล้องกัน หลังจากแก้ไขไฟฟ้าสามเฟสหรือไฟฟ้าจากสาธารณูปโภคแล้ว จากนั้นผ่านความถี่อินเวอร์เตอร์แรงดันไฟฟ้าไซน์ซอยด์ PWM สาม- เฟสเพื่อขับเคลื่อนเซอร์โวมอเตอร์ AC แบบซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรสามเฟส กล่าวง่ายๆ ก็คือกระบวนการทั้งหมดของหน่วยขับเคลื่อนกำลังเป็นกระบวนการของ AC-DC-AC วงจรโทโพโลยีหลักของหน่วยเรียงกระแส (AC-DC) เป็นวงจรเรียงกระแสแบบไม่มีการควบคุมแบบบริดจ์สาม-เฟสเต็ม{-

III. แผนภาพการเดินสายไฟของระบบเซอร์โว

1. เดินสายไฟ

เซอร์โวไดรฟ์ส่วนใหญ่มีแหล่งจ่ายไฟลูปควบคุม, แหล่งจ่ายไฟลูปควบคุมหลัก, แหล่งจ่ายไฟเอาท์พุตเซอร์โว, อินพุตคอนโทรลเลอร์ CN1, อินเทอร์เฟซตัวเข้ารหัส CN2, เชื่อมต่อ CN3 แหล่งจ่ายไฟแบบลูปควบคุมเป็นแหล่งจ่ายไฟ AC เฟสเดียว- แหล่งจ่ายไฟอินพุตอาจเป็นเฟสเดียว-เฟส สาม- เฟส แต่ต้องเป็น 220v กล่าวคือเมื่ออินพุตสาม-เฟส แหล่งจ่ายไฟสามเฟสของเราต้องผ่านหม้อแปลงหม้อแปลงไฟฟ้าเพื่อให้สามารถเชื่อมต่อได้ สำหรับการขับเคลื่อนที่มีกำลังไฟน้อยกว่า ไดรฟ์ตรงเฟสเดียว- การเชื่อมต่อเฟสเดียว-ต้องเชื่อมต่อกับเทอร์มินัล R, S เซอร์โวมอเตอร์เอาท์พุต U, V, W จำไว้ว่าอย่าเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟของวงจรหลัก อาจทำให้ไดรฟ์ไหม้ได้ พอร์ต CN1 ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการเชื่อมต่อตัวควบคุมคอมพิวเตอร์โฮสต์ โดยให้อินพุต เอาต์พุต ตัวเข้ารหัส ABZ เอาต์พุตสาม- เฟส เอาต์พุตอะนาล็อกของสัญญาณการตรวจสอบที่หลากหลาย

2. การเดินสายตัวเข้ารหัส

จากรูปด้านบน เราจะเห็นเทอร์มินัลเก้าตัวที่เราใช้เพียงห้าเทอร์มินัลเท่านั้น สายหุ้มฉนวน สายพาวเวอร์ซัพพลายสองเส้น สัญญาณการสื่อสารแบบอนุกรมสองสัญญาณ (+-) ซึ่งเกือบจะเหมือนกับการเดินสายเอ็นโค้ดเดอร์ปกติของเรา

3. พอร์ตการสื่อสาร

ไดรฟ์เชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ PLC, HMI และคอมพิวเตอร์ส่วนบนอื่นๆ ผ่านพอร์ต CN3 และใช้การสื่อสาร MODBUS เพื่อควบคุมไดรฟ์ และสามารถใช้ RS232 และ RS485 เพื่อการสื่อสารได้

IV. ตลาดไดรฟ์เซอร์โว

ข้อกำหนดของหุ่นยนต์สำหรับมอเตอร์ขับเคลื่อนร่วมนั้นเข้มงวดมาก เซอร์โวมอเตอร์ AC ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในหุ่นยนต์อุตสาหกรรม ปัจจุบัน ตลาดระดับไฮเอนด์ในประเทศ-ส่วนใหญ่ถูกครอบครองโดยองค์กรที่มีชื่อเสียงจากต่างประเทศ โดยส่วนใหญ่มาจากญี่ปุ่น ยุโรป และสหรัฐอเมริกา และยังมีพื้นที่อีกมากสำหรับการทดแทนในประเทศในอนาคต ปัจจุบัน แบรนด์ต่างประเทศครองส่วนแบ่งตลาดเกือบ 80% ของตลาดเซอร์โว AC ของจีน ซึ่งส่วนใหญ่มาจากญี่ปุ่น ยุโรป และสหรัฐอเมริกา ในบรรดาผลิตภัณฑ์เหล่านั้น ผลิตภัณฑ์จากญี่ปุ่นมีส่วนแบ่งการตลาดประมาณ 50% นำโดยแบรนด์ที่มีชื่อเสียง เช่น Panasonic, Mitsubishi Electric, Yaskawa, Sanyo, Fuji ฯลฯ และผลิตภัณฑ์ของบริษัทมีเอกลักษณ์เฉพาะด้วยเทคโนโลยีและระดับประสิทธิภาพสอดคล้องกับความต้องการของผู้ใช้ชาวจีนมากกว่า โดยมีต้นทุนที่ดี-มีประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือสูงเพื่อให้ได้แหล่งลูกค้าที่มั่นคงและยั่งยืนในตลาด OEM ขนาดเล็กและขนาดกลาง- โดยเฉพาะมีการผูกขาดความได้เปรียบ ลดความแม่นยำ ล่าสุดอ่านข่าว : วงการหุ่นยนต์แตกปัญหา “คอ” ความรู้สึกค่อนข้างลึก ด้วยค่าแรงที่เพิ่มขึ้น หุ่นยนต์อุตสาหกรรมเพื่อทดแทนคนจึงกลายเป็นเทรนด์ หุ่นยนต์อุตสาหกรรมเป็นรากฐานสำคัญของการผลิตอัจฉริยะ แต่ส่วนประกอบหลักกำลังจำกัดการพัฒนาอุตสาหกรรมหุ่นยนต์ของจีน ตามการสำรวจที่เกี่ยวข้องแสดงให้เห็นว่าตัวลดหุ่นยนต์ในประเทศในปัจจุบันขึ้นอยู่กับการนำเข้าตามปกติ อุตสาหกรรมหุ่นยนต์ในประเทศจีนจะกลายเป็นสภาพภูมิอากาศ จะต้องมุ่งมั่นที่จะแก้ไขปัญหาของส่วนประกอบหลัก

ต่อไปนี้เป็นข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับส่วนประกอบความแม่นยำหลักของหุ่นยนต์อุตสาหกรรม: ตัวลดความเร็ว เมื่อเปรียบเทียบกับตัวลดความเร็วทั่วไป- ตัวลดความเร็วสำหรับหุ่นยนต์ต้องใช้สายโซ่ส่งสั้น ขนาดเล็ก กำลังสูง น้ำหนักเบา และควบคุมได้ง่าย และอื่นๆ อุตสาหกรรมรีดิวเซอร์ เราต้องพูดถึง 2 ยักษ์ใหญ่ในอุตสาหกรรมคือ Nabtesco (Teijin หรือที่รู้จักในชื่อ Nabtesco) และ Hamonica Drive (Hamonica) ที่รู้จักกันทั่วไปในอุตสาหกรรม (ตัวลด RV และตัวลดฮาร์มอนิก) พวกเขาเกือบจะผูกขาดโลกของกระปุกเกียร์หุ่นยนต์แล้ว กระปุกเกียร์สองประเภทนี้มีความแม่นยำในการตัดเฉือนระดับไมครอน- เพียงกระปุกเกียร์ที่อยู่ในขั้นตอนการผลิตจำนวนมากซึ่งมีความน่าเชื่อถือสูงนั้นเป็นเรื่องยากมาก ไม่ต้องพูดถึงการหมุนด้วยความเร็วสูง-หลายพันรอบ แต่ยังมีอายุการใช้งานที่ยาวนานอีกด้วย ปัจจุบันในตลาดมีการใช้งานจำนวนมากในหุ่นยนต์อุตสาหกรรมกับตัวลดความเร็ว มีสองประเภทหลัก: ตัวลดความเร็ว RV และตัวลดความเร็วฮาร์มอนิก

ตัวลด RV:มีการมีส่วนร่วมที่แตกต่างกันน้อยกว่า แต่เมื่อเปรียบเทียบกับตัวลดฮาร์มอนิก ตัวลด RV มักจะใช้กับล้อไซโคลิด ตัวลด RV ประกอบด้วยล้อไซโคลิดและวงเล็บดาวเคราะห์ เมื่อเปรียบเทียบกับตัวลดฮาร์มอนิก กุญแจสำคัญของตัวลด RV คือกระบวนการตัดเฉือนและกระบวนการประกอบ ตัวลด RV มีความแข็งแรงเมื่อยล้า ความแข็ง และอายุการใช้งานสูงกว่า ซึ่งแตกต่างจากฮาร์มอนิกไดรฟ์เนื่องจากการใช้เวลาเพิ่มขึ้น ความแม่นยำในการเคลื่อนไหวจะลดลงอย่างมาก ข้อเสียของน้ำหนักที่หนัก ขนาดภายนอกที่ใหญ่กว่า ตัวลด RV ใช้ในแรงบิดของขาหุ่นยนต์ข้อต่อเอวและข้อศอกสามข้อต่อหุ่นยนต์อุตสาหกรรมที่โหลดหนึ่งแกนสองแกนสามตัวใช้ตัวลด RV มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการส่งฮาร์มอนิกของหุ่นยนต์ซึ่งมีความแข็งแรงเมื่อยล้าความแข็งและอายุการใช้งานที่สูงกว่ามากและความแม่นยำที่แตกต่างกันมีความเสถียรซึ่งแตกต่างจากการส่งฮาร์มอนิกเนื่องจากการใช้เวลาในการเติบโตของความแม่นยำในการเคลื่อนไหวจะลดลงอย่างมาก ดังนั้นหลายประเทศในโลกที่มีความแม่นยำสูง หุ่นยนต์ขับเคลื่อนตัวลด RV มากขึ้นดังนั้นตัวลด RV ในไดรฟ์หุ่นยนต์ขั้นสูงจะค่อยๆเข้ามาแทนที่แนวโน้มการพัฒนาตัวลดฮาร์มอนิก

RV ลดมุมมองระเบิด

ตัวลดฮาร์มอนิก: ใช้ตาข่ายดิฟเฟอเรนเชียลน้อยกว่า ฮาร์มอนิกในเกียร์หลักชนิดหนึ่งมีความยืดหยุ่น ต้องมีการเสียรูปด้วยความเร็วสูงซ้ำๆ ดังนั้นจึงเปราะบางมากขึ้น ความจุแบริ่งและอายุการใช้งานมีจำกัด ตัวลดฮาร์มอนิกเป็นอุปกรณ์ส่งสัญญาณฮาร์มอนิกชนิดหนึ่ง อุปกรณ์ส่งสัญญาณฮาร์มอนิก รวมถึงคันเร่งฮาร์มอนิกและตัวลดฮาร์มอนิก ตัวลดฮาร์มอนิกส่วนใหญ่ประกอบด้วย: ล้อแข็ง ล้อยืดหยุ่น และการเปลี่ยนรูปรัศมีของเครื่องกำเนิดคลื่นสามองค์ประกอบ เป็นการใช้เฟืองที่ยืดหยุ่นเพื่อสร้างคลื่นการเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่นที่ควบคุมได้ ซึ่งเกิดจากการไม่ตรงแนวสัมพัทธ์ระหว่างฟันของล้อที่แข็งและล้อที่ยืดหยุ่นในการถ่ายโอนกำลังและการเคลื่อนไหว การส่งผ่านประเภทนี้มีความแตกต่างที่สำคัญกับการส่งผ่านเกียร์ทั่วไป และมีความพิเศษในทฤษฎีการประกบกัน การคำนวณการรวบรวม และการออกแบบโครงสร้าง ตัวลดเกียร์ฮาร์มอนิกมีข้อดีคือมีความแม่นยำสูง มีความสามารถในการรับน้ำหนักบรรทุกสูง ฯลฯ เมื่อเปรียบเทียบกับตัวลดเกียร์ธรรมดา ปริมาณและน้ำหนักของมันจะลดลงอย่างน้อย 1/3 เนื่องจากการใช้วัสดุน้อยกว่า 50% ดังนั้นตัวลดเกียร์ฮาร์มอนิกจึงส่วนใหญ่จะใช้สำหรับหุ่นยนต์ขนาดเล็ก โดยมีลักษณะเป็นปริมาตรขนาดเล็ก น้ำหนักเบา ความสามารถในการรับน้ำหนักสูง ความแม่นยำในการเคลื่อนที่สูง และ-อัตราการส่งผ่านในขั้นตอนเดียวมีขนาดใหญ่ โดยทั่วไปใช้สำหรับหุ่นยนต์อุตสาหกรรมที่มีน้ำหนักน้อยหรือหุ่นยนต์ขนาดใหญ่ที่มีปลายหลายแกน

มุมมองระเบิดลดฮาร์มอนิก

Nabtesco ของญี่ปุ่นตั้งแต่ต้นทศวรรษ 1980 เสนอการออกแบบประเภท RV- ไปจนถึงการวิจัยกระปุกเกียร์ RV ในปี 1986 เพื่อให้ได้ความก้าวหน้าอย่างมาก โดยใช้เวลา 6-7 ปี และเป็นคนแรกที่คิดผลลัพธ์ของ Nantong Zhenkang และ Hengfengtai ในประเทศใช้เวลา 6-8 ปี หมายความว่าวิสาหกิจท้องถิ่นของจีนมีโอกาสน้อย! วิสาหกิจจีนมีความสุขเค้าโครงหลายปี ในที่สุดก็สร้างความก้าวหน้าบางอย่าง ภายในประเทศส่วนใหญ่โดยหนานทง Zhenkang เครื่องมือเครื่องจักร Qinchuan สาระสำคัญหวู่ฮั่นเจ้อเจียง Hengfengtai และเจ้อเจียง Shuanghuan ไดรฟ์เพื่อให้ กล่าวกันว่าการผลิตหนานทง Zhenkang มีเกิน 10,000 หน่วย มีการเปิดสายการผลิตเครื่องมือเครื่องจักร Qinchuan และการผลิตก็ค่อยๆ เพิ่มขึ้น เครื่องมือเครื่องจักร Qinchuan เป็นโครงการทดแทนการนำเข้าระดับชาติ เครื่องมือเครื่องจักร Qinchuan 90,000 ชุดของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมโครงการแปลงเทคโนโลยีลดข้อต่อ หุ่นยนต์อุตสาหกรรมสายการผลิตลดร่วมสองลงทุนรวมกัน 314 ล้านหยวน ระบบควบคุม ระบบควบคุมหุ่นยนต์คือสมองของหุ่นยนต์ซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักในการกำหนดการทำงานและการทำงานของหุ่นยนต์ ระบบควบคุมเป็นไปตามโปรแกรมอินพุตบนระบบขับเคลื่อนและใช้กลไกในการกู้คืนสัญญาณคำสั่งและการควบคุม บทความต่อไปนี้จะแนะนำระบบควบคุมหุ่นยนต์เป็นหลัก

1 ระบบควบคุม "การควบคุม" ของหุ่นยนต์มีวัตถุประสงค์ของวัตถุที่ถูกควบคุมจะเป็นไปตามวิธีการผลิตพฤติกรรมที่ต้องการ เงื่อนไขพื้นฐานของ "การควบคุม" คือการทำความเข้าใจคุณลักษณะของวัตถุที่ถูกควบคุม "สาร" คือการควบคุมแรงบิดเอาท์พุตของแอคทูเอเตอร์

2 หลักการทำงานพื้นฐานของหุ่นยนต์ หลักการทำงานคือการทำซ้ำการสอนสาธิต การสอนสาธิตหรือที่เรียกว่าการสอนสาธิตแบบมีไกด์ทั้งหุ่นยนต์นำทางเทียมทีละขั้นตอนตามความต้องการจริงสำหรับการดำเนินการกระบวนการดำเนินการครั้งเดียว หุ่นยนต์ในกระบวนการนำทางจะจดจำการสอนสาธิตท่าทางของแต่ละการกระทำ ตำแหน่ง พารามิเตอร์กระบวนการ พารามิเตอร์การเคลื่อนไหว ฯลฯ โดยอัตโนมัติ และสร้างการดำเนินการต่อเนื่องของโปรแกรมโดยอัตโนมัติ หลังจากเสร็จสิ้นการสอน คุณเพียงแต่ให้คำสั่งเริ่มต้นแก่หุ่นยนต์ หุ่นยนต์จะปฏิบัติตามการกระทำที่สอนโดยอัตโนมัติเพื่อให้กระบวนการทั้งหมดเสร็จสมบูรณ์

3 การจำแนกประเภทของการควบคุมหุ่นยนต์ 1) ตามการมีหรือไม่มีข้อเสนอแนะแบ่งออกเป็น: การควบคุมลูปเปิด- การควบคุมลูปปิด- เงื่อนไขการควบคุมที่แม่นยำของลูปเปิด-: รู้รูปแบบของวัตถุที่ถูกควบคุมอย่างแม่นยำ และแบบจำลองนี้ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงในกระบวนการควบคุม (2) ตามจำนวนการควบคุมที่ต้องการแบ่งออกเป็น: การควบคุมแรง, การควบคุมตำแหน่ง, การควบคุมแบบไฮบริด การควบคุมตำแหน่งแบ่งออกเป็น: การควบคุมตำแหน่งข้อต่อเดี่ยว- (การตอบสนองตำแหน่ง การตอบสนองความเร็วตำแหน่ง การตอบสนองการเร่งความเร็วตำแหน่ง) การควบคุมตำแหน่งร่วมหลาย- การควบคุมตำแหน่งข้อต่อหลาย- แบ่งออกเป็นการควบคุมการเคลื่อนที่แบบสลายตัว การควบคุมแรงควบคุมแบบรวมศูนย์แบ่งออกเป็น: การควบคุมแรงโดยตรง การควบคุมอิมพีแดนซ์ การควบคุมแบบไฮบริดตำแหน่ง- (3) การควบคุมแบบอัจฉริยะ วิธีการควบคุมแบบคลุมเครือ การควบคุมแบบอะแดปทีฟ การควบคุมที่เหมาะสมที่สุด การควบคุมโครงข่ายประสาทเทียม การควบคุมโครงข่ายประสาทเทียมแบบคลุมเครือ การควบคุมโดยผู้เชี่ยวชาญ 4. การควบคุมการกำหนดค่าและโครงสร้างฮาร์ดแวร์ของระบบ ฮาร์ดแวร์ไฟฟ้า สถาปัตยกรรมซอฟต์แวร์ เนื่องจากกระบวนการควบคุมหุ่นยนต์เกี่ยวข้องกับการแปลงพิกัดและการประมาณค่าจำนวนมาก รวมถึงการควบคุม-เรียลไทม์-ระดับล่าง ดังนั้น ระบบควบคุมหุ่นยนต์ในตลาดปัจจุบันในโครงสร้างของโครงสร้างลำดับชั้นส่วนใหญ่ของระบบควบคุมไมโครคอมพิวเตอร์- โดยปกติจะใช้ระบบควบคุมเซอร์โวของคอมพิวเตอร์สอง-ระดับ

(1) กระบวนการเฉพาะ:หลังจากที่คอมพิวเตอร์ควบคุมหลักได้รับคำแนะนำการใช้งานจากเจ้าหน้าที่ ขั้นแรกคอมพิวเตอร์จะวิเคราะห์และตีความคำแนะนำเพื่อกำหนดพารามิเตอร์ของการเคลื่อนไหวของมือ จากนั้นจะดำเนินการเกี่ยวกับจลนศาสตร์ ไดนามิก และการประมาณค่า และสุดท้ายจะได้พารามิเตอร์การเคลื่อนไหวที่ประสานกันของข้อต่อแต่ละข้อของหุ่นยนต์ พารามิเตอร์เหล่านี้จะถูกส่งออกไปยังขั้นตอนการควบคุมเซอร์โวผ่านสายสื่อสารเป็นสัญญาณที่กำหนดสำหรับระบบควบคุมเซอร์โวของแต่ละข้อต่อ เซอร์โวแอคชูเอเตอร์บนข้อต่อ D/A จะแปลงสัญญาณนี้และขับเคลื่อนข้อต่อเพื่อสร้างการเคลื่อนไหวที่ประสานกัน เซ็นเซอร์จะส่งสัญญาณเอาต์พุตการเคลื่อนไหวจากข้อต่อแต่ละข้อกลับไปยังคอมพิวเตอร์ระยะควบคุมเซอร์โวเพื่อสร้างการควบคุมแบบวงปิด-เฉพาะที่เพื่อให้สามารถควบคุมการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์ในอวกาศได้อย่างแม่นยำ

(2) การควบคุมการเคลื่อนไหวโดยใช้ PLC- การควบคุมสองประเภท:1) การใช้พอร์ตเอาต์พุต PLC เพื่อใช้คำสั่งพัลส์เพื่อสร้างพัลส์เพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์ และในขณะเดียวกันก็ใช้-วัตถุประสงค์ I / O ทั่วไป หรือการนับชิ้นส่วนเพื่อให้บรรลุ-การควบคุมตำแหน่งลูปของเซอร์โวมอเตอร์แบบปิด 2 การใช้ส่วนขยายภายนอกของ PLC ของโมดูลควบคุมตำแหน่งเพื่อให้บรรลุ-การควบคุมตำแหน่งลูปของมอเตอร์แบบปิด โดยวิธีนี้เป็นหลัก ในการส่งการควบคุมพัลส์ความเร็วสูง-ซึ่งเป็นวิธีการควบคุมตำแหน่ง โดยทั่วไปการควบคุมตำแหน่งจะมีการควบคุมตำแหน่งแบบจุด-ถึง-มากกว่า นี่เป็นวิธีการควบคุมตำแหน่ง ซึ่งส่วนใหญ่จะส่งการควบคุมพัลส์ความเร็วสูง- และวิธีการควบคุมตำแหน่งคือการควบคุมตำแหน่งแบบจุด-ถึง-

พารามิเตอร์หุ่นยนต์ที่สำคัญ

 

 

 

พารามิเตอร์ทางเทคนิคของหุ่นยนต์สะท้อนถึงงานที่หุ่นยนต์สามารถทำได้ ประสิทธิภาพการปฏิบัติงานสูงสุด และอื่นๆ ที่ต้องคำนึงถึงการออกแบบและการใช้งานของหุ่นยนต์ พารามิเตอร์ทางเทคนิคหลักของหุ่นยนต์คือ องศาอิสระ ความละเอียด พื้นที่ทำงาน ความเร็วในการทำงาน ปริมาณงาน ฯลฯ

1. องศาอิสระ คือจำนวนแกนพิกัดที่หุ่นยนต์มีสำหรับการเคลื่อนที่อย่างอิสระ องศาอิสระของหุ่นยนต์คือจำนวนพารามิเตอร์การเคลื่อนไหวอิสระที่จำเป็นในการกำหนดตำแหน่งและทัศนคติของมือหุ่นยนต์ในอวกาศ จำนวนองศาอิสระของหุ่นยนต์โดยทั่วไปจะเท่ากับจำนวนข้อต่อ โดยทั่วไปหุ่นยนต์ทั่วไปจะมีระดับความอิสระ 5 ถึง 6 องศา หุ่นยนต์บางตัวยังมาพร้อมกับแกนภายนอกด้วย

 

2. ข้อต่อ (Joint) คือ การเคลื่อนที่ของรองทำให้แขนหุ่นยนต์มีการเคลื่อนไหวสัมพันธ์กันระหว่างสถาบัน

 

 

 

 

3. ระยะการทำงาน ระยะเชิงพื้นที่ทั้งหมดที่แขนหรือจุดยึดของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมสามารถเข้าถึงได้ รูปร่างของมันขึ้นอยู่กับจำนวนองศาอิสระของหุ่นยนต์ รวมถึงประเภทและโครงสร้างของข้อต่อในการเคลื่อนที่ ช่วงการทำงานของหุ่นยนต์โดยทั่วไปคือ: วิธีการแสดงแบบกราฟิกและการวิเคราะห์ของทั้งสองวิธี

4. ความเร็วของหุ่นยนต์ในกระบวนการทำงานที่มีสภาวะโหลด กระบวนการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสม่ำเสมอ ศูนย์กลางของอินเทอร์เฟซทางกลหรือศูนย์กลางของเครื่องมือในหน่วยเวลาของระยะทางที่เคลื่อนที่หรือมุมของการหมุน

5. โหลดงานคือโหลดด้านหน้าของข้อมือหุ่นยนต์ในช่วงการทำงานของน้ำหนักสูงสุดที่สามารถทนได้ในตำแหน่งใด ๆ โดยทั่วไปจะแสดงในรูปของมวล โมเมนต์ โมเมนต์ความเฉื่อย นอกจากนี้ ความเร็วในการทำงาน ขนาดความเร่ง และพารามิเตอร์อื่นๆ โดยทั่วไปภาระงานจะใช้ในการดำเนินการด้วยความเร็วสูง-ของหุ่นยนต์ สามารถรับน้ำหนักของชิ้นงานเป็นความสามารถในการรับน้ำหนักเป็นตัวบ่งชี้ น้ำหนักบรรทุกของหุ่นยนต์จับต้องถือเป็นผลรวมของมือจับและชิ้นงาน

6. ความละเอียด

มันหมายถึงระยะการเคลื่อนที่ขั้นต่ำหรือมุมการหมุนขั้นต่ำที่หุ่นยนต์สามารถรับรู้ . 7 ความแม่นยำ การทำซ้ำหรือความแม่นยำของตำแหน่งซ้ำ: หมายถึงความแตกต่างระหว่างหุ่นยนต์ซ้ำ ๆ ถึงตำแหน่งเป้าหมายที่แน่นอน ตัวอย่างเช่น หากคุณขอให้แกนเดิน 100 มม. ครั้งแรกที่เขาเดินจริง 100.01 ทำซ้ำการกระทำเดิมที่เขาเดิน 99.99 ข้อผิดพลาด 0.02 คือความแม่นยำของตำแหน่งซ้ำ เป็นการวัดความเข้มข้นของชุดค่าความผิดพลาด เช่น ความสามารถในการทำซ้ำ ความแม่นยำของหุ่นยนต์ไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับตัวลดข้อต่อและการส่งผ่านเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับกระบวนการประกอบทางกลด้วย ซึ่งในหลายกรณีไม่ได้เกิดขึ้น ส่งผลให้ความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งซ้ำของหุ่นยนต์ลดลง