مقدمه ای بر دانش روبات های صنعتی

ربات صنعتیs به طور گسترده ای در تولید صنعتی مانند خودروسازی، لوازم الکتریکی، مواد غذایی و غیره استفاده می شود. می تواند فرمان انسان را تحمل کند و همچنین می تواند طبق برنامه های از پیش برنامه ریزی شده عمل کند. اکنون در مورد اجزای اصلی اصلی صحبت می کنیمربات صنعتیs.

1.موضوع

ماشین آلات اصلی پایه دستگاه و مکانیزم فعال کننده شامل بازوی بزرگ، ساعد، مچ دست و دست است که یک سیستم مکانیکی چند درجه آزادی را تشکیل می دهد. برخی از ربات ها مکانیسم راه رفتن نیز دارند.ربات صنعتیsدارای 6 درجه آزادی یا حتی بیشتر. مچ دست عموماً 1 تا 3 درجه آزادی حرکت دارد.

2. سیستم درایو

سیستم رانندگی ازربات صنعتیsبر اساس منبع تغذیه به سه دسته هیدرولیک، پنوماتیک و برقی تقسیم می شود. این سه نوع را نیز می توان بر اساس الزامات در یک سیستم درایو کامپوزیت ترکیب کرد. یا به طور غیرمستقیم از طریق مکانیسم های انتقال مکانیکی مانند تسمه سنکرون، قطار دنده و چرخ دنده هدایت می شود. سیستم درایو دارای یک دستگاه قدرت و یک مکانیسم انتقال است که برای اجرای اقدامات مربوط به مکانیسم استفاده می شود. هر یک از این سه نوع سیستم درایو اصلی ویژگی های خاص خود را دارند. جریان اصلی فعلی سیستم محرک الکتریکی است. به دلیل اینرسی کم، سروموتورهای AC و DC با گشتاور زیاد و سروو درایوهای پشتیبان آنها (مبدلهای فرکانس AC، مدولاتورهای عرض پالس DC) به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. این نوع سیستم نیازی به تبدیل انرژی ندارد، استفاده آسان و کنترل حساسی دارد. اکثر موتورها به یک مکانیسم انتقال ظریف نیاز دارند: یک کاهنده. دندانه های آن از مبدل سرعت چرخ دنده استفاده می کند تا تعداد چرخش های معکوس موتور را به تعداد مورد نیاز چرخش معکوس کاهش دهد و دستگاه گشتاور بزرگتری به دست آورد و در نتیجه باعث کاهش سرعت و افزایش گشتاور می شود. وقتی بار زیاد است، سروو موتور کورکورانه افزایش می‌یابد. قدرت بسیار مقرون‌به‌صرفه است و گشتاور خروجی را می‌توان از طریق یک کاهنده در محدوده سرعت مناسب افزایش داد. سروو موتورها در هنگام کار در فرکانس های پایین مستعد گرما و لرزش فرکانس پایین هستند. کار طولانی مدت و تکراری برای اطمینان از عملکرد دقیق و قابل اعتماد مفید نیست. وجود موتور کاهش دقیق به سروو موتور اجازه می دهد تا با سرعت مناسب کار کند و استحکام بدنه دستگاه را تقویت کرده و گشتاور بیشتری تولید کند. امروزه دو کاهش دهنده اصلی وجود دارد: کاهنده هارمونیک و کاهش دهنده RV.

3-سیستم کنترل

اینسیستم کنترل رباتمغز ربات و عامل اصلی تعیین کننده عملکرد و عملکرد ربات است. سیستم کنترل سیگنال های فرمان را طبق برنامه ورودی به سیستم رانندگی و مکانیزم اجرا می فرستد و آنها را کنترل می کند. وظیفه اصلی ازربات صنعتی فن آوری کنترل برای کنترل دامنه فعالیت ها، وضعیت بدن و مسیر حرکت و زمان عمل استربات صنعتیs در فضای کار دارای ویژگی های برنامه نویسی ساده، عملکرد منوی نرم افزار، رابط تعامل انسان و کامپیوتر دوستانه، اعلان های عملیات آنلاین و استفاده راحت است. سیستم کنترل کننده هسته اصلی ربات است و شرکت های خارجی مرتبط به آزمایشات ما نزدیک هستند. در سال‌های اخیر با توسعه فناوری میکروالکترونیک، عملکرد ریزپردازنده‌ها بالاتر و بالاتر رفته و قیمت ارزان‌تر و ارزان‌تر شده است. اکنون ریزپردازنده های 32 بیتی با قیمت 1 تا 2 دلار آمریکا در بازار ظاهر شده اند. ریزپردازنده‌های مقرون‌به‌صرفه فرصت‌های توسعه جدیدی را برای کنترل‌کننده‌های ربات به ارمغان آورده‌اند و امکان توسعه کنترل‌کننده‌های ربات کم‌هزینه و با کارایی بالا را فراهم کرده‌اند. برای اینکه سیستم از قابلیت های محاسباتی و ذخیره سازی کافی برخوردار باشد، اکنون کنترل کننده های ربات بیشتر از سری های قدرتمند ARM، سری DSP، سری POWERPC، سری های اینتل و سایر تراشه ها تشکیل شده اند.   از آنجایی که عملکردها و عملکردهای تراشه های همه منظوره موجود نمی توانند به طور کامل نیازهای برخی از سیستم های ربات را از نظر قیمت، عملکرد، یکپارچه سازی و رابط ها برآورده کنند، این امر باعث افزایش تقاضا برای فناوری SoC (System on Chip) در سیستم های روباتی شده است. این پردازنده با رابط های مورد نیاز یکپارچه شده است که می تواند طراحی مدارهای جانبی سیستم را ساده کند، اندازه سیستم را کاهش دهد و هزینه ها را کاهش دهد. به عنوان مثال، Actel هسته های پردازنده NEOS یا ARM7 را در محصولات FPGA خود ادغام می کند تا یک سیستم SoC کامل را تشکیل دهد. از نظر کنترل‌کننده‌های فناوری ربات، تحقیقات آن عمدتاً در ایالات متحده و ژاپن متمرکز است و محصولات بالغی مانند شرکت DELTATAU آمریکایی، شرکت Pengli ژاپن و غیره وجود دارد. هسته و ساختار باز مبتنی بر رایانه شخصی را اتخاذ می کند. 4. افکتور پایانی افکتور انتهایی قطعه ای است که به آخرین مفصل دستکاری کننده متصل است. به طور کلی برای گرفتن اشیا، اتصال با مکانیسم های دیگر و انجام وظایف مورد نیاز استفاده می شود. تولیدکنندگان ربات معمولاً افکتورهای انتهایی را طراحی یا نمی فروشند. در بیشتر موارد، آنها فقط یک گیره ساده ارائه می کنند. معمولاً افکتور انتهایی بر روی فلنج 6 محوره ربات نصب می شود تا کارهایی مانند جوشکاری، رنگ آمیزی، چسباندن و بارگیری و تخلیه قطعات را در یک محیط مشخص انجام دهد که انجام آنها به ربات نیاز دارد.

بررسی اجمالی سروو موتورها درایور سروو که با نام‌های «سروی کنترل» و «سرو تقویت‌کننده» نیز شناخته می‌شود، کنترل‌کننده‌ای است که برای کنترل موتورهای سروو استفاده می‌شود. عملکرد آن شبیه به مبدل فرکانس در موتورهای AC معمولی است و بخشی از سیستم سروو است. به طور کلی، سروو موتور از طریق سه روش موقعیت، سرعت و گشتاور برای دستیابی به موقعیت مکانی با دقت بالا سیستم انتقال کنترل می شود.

1. طبقه بندی سروو موتورها به دو دسته سروو موتورهای DC و AC تقسیم می شود.

سروو موتورهای AC بیشتر به سروو موتورهای آسنکرون و سروو موتورهای سنکرون تقسیم می شوند. در حال حاضر سیستم های AC به تدریج جایگزین سیستم های DC می شوند. در مقایسه با سیستم های DC، سروو موتورهای AC دارای مزایای قابلیت اطمینان بالا، اتلاف حرارت خوب، ممان اینرسی کوچک و توانایی کار در فشار بالا هستند. از آنجایی که برس و چرخ دنده فرمان وجود ندارد، سیستم سرو AC نیز به یک سیستم سروو بدون جاروبک تبدیل می شود و موتورهای مورد استفاده در آن موتورهای آسنکرون قفسی و موتورهای سنکرون آهنربای دائم با ساختار بدون جاروبک هستند. 1) سروو موتورهای DC به دو دسته برس دار و بدون جاروبک تقسیم می شوند

①موتورهای برس دار قیمت پایین، ساختار ساده، گشتاور راه اندازی زیاد، محدوده سرعت وسیع، کنترل آسان، نیاز به تعمیر و نگهداری دارند، اما نگهداری آسان (جایگزین برس های کربنی)، ایجاد تداخل الکترومغناطیسی، الزامات در محیط استفاده هستند و معمولاً برای کنترل هزینه شرایط عمومی صنعتی و عمرانی حساس.

②موتورهای براشلس از نظر اندازه کوچک و وزن سبک، با خروجی زیاد و پاسخ سریع هستند. آنها دارای سرعت بالا و اینرسی کوچک، گشتاور پایدار و چرخش صاف هستند. کنترل پیچیده و هوشمند است. روش جابجایی الکترونیکی انعطاف پذیر است. می تواند با موج مربع یا موج سینوسی جابجا شود. موتور بدون نیاز به تعمیر و نگهداری و کارآمد است. صرفه جویی در انرژی، تشعشعات الکترومغناطیسی کوچک، افزایش دمای پایین و عمر طولانی، مناسب برای محیط های مختلف.

2. مشخصات انواع سروو موتور

1) مزایا و معایب سروو موتور DC مزایا: کنترل دقیق سرعت، ویژگی های گشتاور و سرعت بسیار سخت، اصل کنترل ساده، استفاده آسان و قیمت ارزان. معایب: جابجایی برس، محدودیت سرعت، مقاومت اضافی، تولید ذرات سایش (مناسب برای محیط های بدون گرد و غبار و مواد منفجره)

2) مزایا و معایب سروو موتور AC مزایا: ویژگی های کنترل سرعت خوب، کنترل صاف در کل محدوده سرعت، تقریبا بدون نوسان، راندمان بالای بیش از 90٪، تولید حرارت کمتر، کنترل سرعت بالا، کنترل موقعیت با دقت بالا (بسته به دقت رمزگذار)، دارای امتیاز منطقه عملیاتی در داخل، می تواند به گشتاور ثابت، اینرسی کم، سر و صدای کم، بدون سایش برس و بدون نیاز به تعمیر و نگهداری (مناسب برای محیط های بدون گرد و غبار و انفجار) دست یابد. معایب: کنترل پیچیده تر است، پارامترهای درایور باید در محل تنظیم شوند و پارامترهای PID تعیین می شوند و اتصالات بیشتری مورد نیاز است. در حال حاضر، درایوهای سروو جریان اصلی از پردازنده های سیگنال دیجیتال (DSP) به عنوان هسته کنترلی استفاده می کنند که می تواند الگوریتم های کنترلی نسبتاً پیچیده ای را پیاده سازی کند و به دیجیتالی شدن، شبکه سازی و هوشمندی دست یابد. دستگاه های برق معمولاً از مدارهای درایو طراحی شده با ماژول های قدرت هوشمند (IPM) به عنوان هسته استفاده می کنند. IPM مدار درایو را یکپارچه می کند و دارای مدارهای تشخیص عیب و حفاظتی مانند اضافه ولتاژ، جریان بیش از حد، گرمای بیش از حد و کمبود ولتاژ است. نرم افزار نیز به مدار اصلی اضافه شده است. مدار راه‌اندازی کنید تا تأثیر فرآیند راه‌اندازی روی راننده کاهش یابد. واحد درایو برق ابتدا برق سه فاز ورودی یا برق اصلی را از طریق یک مدار یکسو کننده سه فاز پل کامل تصحیح می کند تا جریان مستقیم مربوطه را بدست آورد. سپس برق سه فاز اصلاح شده یا برق اصلی توسط یک اینورتر ولتاژ PWM سینوسی سه فاز به فرکانس تبدیل می شود تا سروو موتور AC سنکرون آهنربای دائم سه فاز را به حرکت درآورد. کل فرآیند واحد درایو قدرت را می توان به سادگی گفت که فرآیند AC-DC-AC است. مدار توپولوژیکی اصلی واحد یکسو کننده (AC-DC) یک مدار یکسو کننده کنترل نشده سه فاز پل کامل است.

نمای انفجاری کاهنده هارمونیک شرکت ژاپنی Nabtesco از پیشنهاد طراحی RV در اوایل دهه 1980 تا دستیابی به یک پیشرفت قابل توجه در تحقیقات کاهش دهنده RV در سال 1986، 6 تا 7 سال طول کشید. و Nantong Zhenkang و Hengfengtai که اولین کسانی بودند که در چین نتیجه گرفتند، نیز وقت گذاشتند. 6-8 سال. آیا این بدان معناست که شرکت های محلی ما هیچ فرصتی ندارند؟ خبر خوب این است که پس از چندین سال استقرار، سرانجام شرکت های چینی به پیشرفت هایی دست یافتند.

*مقاله از اینترنت تکثیر شده است، لطفا برای حذف تخلف با ما تماس بگیرید.