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工业机器人伺服系统的组成(工业机器人伺服驱动系统主要组成部分)

来源:www.haichao.net  时间:2023-01-20 07:28   点击:263  编辑:admin   手机版

1. 工业机器人伺服驱动系统主要组成部分

由伺服驱动芯片,取样电阻,滤波电容。

2. 工业机器人的驱动系统包括驱动器和传动机构两部分

伺服压力机伺服电缸的主要部件有伺服电机及驱动器,传动机构同步带或齿轮,鑫台铭驱动机构滚珠丝杆,轴承装置,导向装置,称重传感器,极限位感应装置等。

3. 工业机器人伺服驱动系统主要组成部分有

从应用的角度出发来分析伺服驱动器应该工作在位置、速度还是力矩模式下。如晶圆搬运、抓取应用。

抓取时:需要机器人精准点到点定位,这个时候伺服驱动器可以工作在位置模式下,去保证可以定位到负载,抓到负载后为防止负载掉下来,每个关节都需要输出一定的保持力矩,只要这个力够了,就可以维持抓住负载这个状态,所以这个时候,驱动器本质上也工作在位置模式就可以。

所以,对于抓取,伺服驱动器工作在位置模式,控制器只需要下发位置指令和执行抓取动作。

如果有双编码器,还可以在控制器上做位置全闭环。

搬运时:这个时候机器人走的是一定的轨迹。

控制器根据客户所需要的轨迹,实时计算每个伺服电机的位置,将位置指令下发给驱动器,故驱动器工作在位置模式。

对于拧螺丝应用。

力矩控制很重要,这个时候,驱动器就可以工作在力矩模式,按照工艺的要求在不同的位置输出合适的力矩。

这个时候,速度、位置控制都可以在控制器中完成。

多关节机器人包含三个控制部分:控制器,驱动器,电机。驱动器一般都支持三种模式:力矩,速度,位置。这三种模式都可以切换的。

控制器可以做一些复杂的多轴同步,轨迹规划。

控制器通过现场总线下发运动指令。

个人认为,应该结合具体应用的特点,以及控制器和驱动器的特点,来决定应该把位置闭环放在驱动器上还是控制器上。(以上仅供大家参考,如有疏漏不合适的地方,还请包涵指正,谢谢!)

4. 机器人伺服系统的组成

伺服系统亦称随动系统,属于自动控制系统,用来控制被控对象的位置或转角,使其能自动地、连续地、精确地复现输入指令的变化规律。

随着微电子、电力半导体和电机制造技术的进步,高性能伺服系统在激光加工、机器人、数控车床、大规模集成电路制造办公自动化设备、雷达等高科技领域都有广泛应用。

工具原料永磁伺服电动机编码器PLC

方法/步骤分步阅

伺服系统组成:

系统主要由触摸屏、PLC、伺服驱动器、永磁同步伺服电机组成,其中伺服电机是运动的执行机构,对其进行位置、速度和电流三环控制,从而达到用户的功能要求。

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永磁同步伺服电机:

伺服电动机又称执行电动机,在自动控制系统中,用作执行元件,把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。

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。

(1)调速范围宽,改变控制电压,要求伺服电动机的转速在宽广的范围内连续调节;

(2)机械特性和调节特性为线性,线性的机械特性和调节特性有利于提高控制系统的精度;

(3)无“自转”现象,伺服电动机在控制电压消失后,应立即停转;

(4)动态响应快,伺服电动机的机电时间常数要小,而它的堵转转矩要大,转动惯量要小小,改变控制电压时电机的转速能快速响应。

5. 工业机器人的驱动系统包括哪几部分

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。这三类基本驱动系统的各有自己的特点。

液压驱动系统:由于液压技术是一种比较成熟的技术。它具有动力大、力(或力矩)与惯量比大、快速响应高、易于实现直接驱动等特,点。适于在承载能力大,惯量大以及在防焊环境中工作的这些机器人中应用。但液压系统需进行能量转换(电能转换成液压能),速度控制,多数情况下采用节流调速,效率比电动驱动系统低。液压系统的液体,泄泥会对环境产生污染,工作噪声也较高。因这些弱点近年来在负荷为100kg以下的机器人中往往被电动系统所取代。

全液压重载机器人气压驱动具有速度快、系统结构简单、维修方便、价格低等优点。但是由于气压装置的工作压强低,不易精确定位,一般仅用于工业机器人未端执行器的驱动。气动手抓、旋转气缸和气动吸盘作为末端执行器可用于中、小负荷的工件抓取和装配。

6. 工业机器人驱动系统的作用和组成

工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机座和执行机构,包括臂部、腕部和手部,有的机器人还有行走机构。大多数工业机器人有3~6个运动自由度,其中腕部通常有1~3个运动自由度;驱动系统包括动力装置和传动机构,用以使执行机构产生相应的动作;控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号,并进行控制。

7. 工业机器人伺服驱动系统主要组成部分包括

1.工业机器人的组成

工业机器人一般由执行机构、控制系统、驱动机构及位置检测机构的等部分组成。

1.执行机构

执行机构是一种具有和人手脚相似动作功能的机械装置,又称操作机,有以下几个部分组成

1)手部 称抓取机构或夹持器,用于直接抓取工件或工具。若在手部安装专用工具,如焊枪、电钻、电动螺钉拧紧器等,就构成了专用的特殊手部。工业机器人手部有机械夹持式、真空吸附式、磁性吸附式等不同的结构形式。

2)腕部 接手部和手臂的部件,用以调整手部的姿态和方位。

3)臂部 撑手腕和手部的部件,由动力关节和连杆组成,用以承受工件或工具负荷。

4)机座与立柱 是支撑整个机器人的基础件,起到连结和支承的作用,控制机器人的活动范围和改变机器人的位置。

2.控制系统

控制系统是机器人的大脑,控制与支配机器人按给定的程序动作,并记忆人们示教的指令信息,如动作顺序、运动轨迹、运动速度等,可再现控制所存储的示教信息。

3.驱动系统

是机器人执行作业的动力源,按照控制系统发来的控制指令驱动执行机构完成规定的作业。常用的驱动系统有机械式、液压式、气动式以及驱动等不同的驱动形式。

(4)位置检测装置 通过附设的力、位移、触觉、视觉等不同的,检测机器人的运动位置和工作状态,并随时反馈给控制系统,以便执行机构以一定的精度和速度达到设定的位置。

2.工业机器人的分类

机器人分类方法很多,这里仅按机器人的系统功能、驱动方式以及机器人的结构形式进行分类。

(1)按系统功能分类

1)专用机器人:在固定地点以固定程序工作的机器人,其结构简单、工作对象单一、无独立控制系统、造价低廉,如附设在机床上的自动换刀机械手。

2)通用机器人:具有独立控制系统,通过改变控制程序能完成多种作业的机器人。其结构复杂,工作范围大,定位精度高,通用性强,适用于不断变换生产品种的柔性制造系统。

3)示教再现式机器人:具有记忆功能,在操作者的示教操作后,能按示教的顺序、位置、条件与其他信息反复重现示教作业。

4)智能机器人:采用,具有视觉、听觉、触觉等多种感觉功能和识别功能的机器人,通过比较和识别,自主作出决策和规划,自动进行信息反馈,完成预定的动作。

(2)按驱动方式分类

1)气压传动机器人:以压缩空气作为动力源驱动执行机构运动的机器人,具有动作迅速、结构简单、成本低廉的特点,适用于高速轻载、高温和粉尘大的环境作业。

2)液压传动机器人:采用液压驱动,具有负载能力强、传动平稳、结构紧凑、动作灵敏的特点,适用于重载、低速驱动场合。

3)电气传动机器人:用交流或直流伺服驱动的机器人,不需要中间转换机构,机械结构简单、响应速度快、控制精度高,是近年来常用的机器人传动结构。

(3)按结构形式分

1)直角坐标型机器人:这类机器人的手部在空间由三个相互垂直的方向x、y、z上作移动运动,运动是独立的。其控制简单,运动直观性强,易达到高精度,定位精度高,但操作灵活性差,运动的速度较低,操作范围较小而占据的空间相对较大。

2)圆柱坐标型机器人:这类机器人在水平转台上装有立柱,其立柱安装在回转机座上,水平臂可以自由伸缩,并可沿立柱上下移动。其工作范围较大,运动速度较高,但随着水平臂沿水平方向伸长,其线位移分辨精度越来越低。

3)球坐标型机器人:也称极坐标型机器人,由回转机座、俯仰铰链和伸缩臂组成,具有两个旋转轴和一个平移轴。工作臂不仅可绕垂直轴旋转,还可绕水平轴作俯仰运动,且能沿手臂轴线作伸缩运动。其操作比圆柱坐标型更为灵活,并能扩大机器人的工作空间,但旋转关节反映在未端执行器上的线位移分辨率是一个变量。

4)关节型机器人: 这类机器人由多个关节联接的机座、大臂、小臂和手腕等构成,大小臂之间用铰链联接形成肘关节,大臂和立柱联接形成肩关节,大小臂既可在垂直于机座的平面内运动,也可实现绕垂直轴的转动。其操作灵活性最好,运动速度较高,操作范围大,但精度受手臂位姿的影响,实现高精度运动较困难。它能抓取靠近机座的物件,也能绕过机体和目标间的障碍物去抓取物件,具有较高的运动速度和极好的灵活性,成为最通用的机器人。

8. 工业机器人伺服驱动器的作用

很重要一点是将编码器位置信号经过伺服电机驱动卡,直达工控机处理中心与原设置参数比较、调整、再输出给伺服驱动卡,使伺服电机有精确运行及定位点。

9. 工业机器人驱动系统主要包括

想知道什么是工业机器人,就要先知道工业机器人的发展历程,这样更为方便的理解工业机器人出现的原因,以及现在的工业机器人为啥是这个外观形态?

1930-1960年代

伴随伺服系统技术,以及计算机技术在美国产生,美国科学领域的研究人员开始着手在机械手方面研发。(看清楚了啊,美国的伺服技术确实发展很早)

第一台真正意义上的工业机器人,是在计算发展起来后出现。在1959年之前,有很长时间的发展历程,第一台机器人的制造是美国人恩格尔伯格,制造的第一台五轴机器人,应用于压铸领域。

(五轴机器人应用)

第一机器人其实已经采用了计算机控制,同时也使用了分离式固体数控元件,在没有磁盘的年代采用的装有存储信息的磁鼓,能够记忆完成180个工作步骤。

1960年也被称为机器人的元年。

1960-1980年代:工业机器人逐步进入汽车行业

第一台机器人发展后,恩格尔伯格以及合伙人的Unimation公司逐步上了正轨,但是在工业机器人渐渐有起色的时候,这兄弟把公司给卖了。

1973年,现代意义上的关节机器人开始出现。这时候的工业机器人的驱动已经变成电驱动,采用电机驱动。

左边是1973年IRB-6六轴机器人,这是现代工业机器人的基础模型,后期的不少产品都有借鉴这个机器人的影子。

右图是scara机器人的原型,1978年日本Hitata公司制造出第一台scara机器人,scara机器人的原理和模型是日本在电子产业发展中发展起来的。

基于这几大类,基本上奠定了工业机器人的主要机器人类型。

1980年后的工业机器人市场是日本人的天下。

1973年,仍然还是富士通公司的稻叶清右引入美国的伺服电机技术,率先应用在当时的加工中心里面。

而后,开始主导开发工业机器人,1974年FANUC机器人公司建立,并与1976年推向市场。

真正让fanuc发展最快的是其同美国GE合资进入美国,并且快速的占领美国数控系统市场,同时也将工业机器人打入了美国汽车厂商内部。

fanuc专利申请量变化曲线

日本机器人的销量变化趋势。

日本机器人的发展基本奠定了,全球早起机器人发展的模式以及格局。

1985年,工业机器人开始应用在汽车焊装线上面,这一应用,让工业机器人发展得到了腾飞,整个焊装线容纳了工业机器人50%以上的产量。

1989年,SONY第一次将将scara机器人应用于VCR装配线上面。

从以上机器人的基本发展历程,大体上就能够理解机器人的出现,以及机器人形态,包括机器人出现的原因了。

那么下面就是比较枯燥的,机器人基本形态构成了。

形成了通用机器人+细分行业应用机器人的模式。

各个种类机器人:

在不断的发展和探索中,最后形成了,四轴,六轴,scara,delta这几大机器人类型。

这种依靠控制系统进行运动控制,使用伺服电机作为驱动的机械手臂结构,就是工业机器人机构。

机器人基本构成是由:

工业机器人一个关节,叫一个轴:

机器人结构爆炸图

怎么定义工业机器人呢?

具备的特点是:用工程的方法实现人体所持有的动作功能,以完成这些功能所必要的智能。

说白了就是机器人可以编程,可以重复使用,一台机器人可以应用在不同领域,这也就是我们常说的柔性化。所谓的柔性化,对应的是专用的固定的功能。例如车床就就是固定的,没有柔性化的机械。

总结:如今工业机器人已经在各个行业得到使用,大部分都见过工业机器人。未来,工业机器人使用量仍会不断增加。

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