Robot industriales sò largamente usati in a fabricazione industriale, cum'è a fabricazione di automobili, apparecchi elettrici, alimenti, ecc. Puderanu rimpiazzà operazioni meccaniche ripetitive è sò macchine chì si basanu nantu à a so propria putenza è capacità di cuntrollu per ottene diverse funzioni. Pò resiste à u cumandamentu umanu è pò ancu funziunà secondu prugrammi preprogrammati. Avà parlemu di i cumpunenti principali di basa dirobot industriales.
1.Sughjettu
A macchina principale hè a basa di a macchina è u mecanismu d'attuazione, cumpresi u grande bracciu, l'avambracciu, u polsu è a manu, chì custituiscenu un sistema meccanicu à parechji gradi di libertà. Certi robot anu ancu meccanismi di caminata.Robot industrialesanu 6 gradi di libertà o ancu di più. U polsu hà generalmente da 1 à 3 gradi di libertà di muvimentu.
2. Sistema di trasmissione
U sistema di guida dirobot industrialeshè divisu in trè categurie secondu a fonte d'energia: idraulica, pneumatica è elettrica. Sti trè tippi ponu ancu esse cumminati in un sistema di trasmissione cumpostu secondu i bisogni. O indirettamente azionatu per mezu di meccanismi di trasmissione meccanica cum'è cinghie sincrone, treni d'ingranaggi è ingranaggi. U sistema di trasmissione hà un dispositivu di putenza è un mecanismu di trasmissione, chì sò aduprati per implementà l'azzioni currispondenti di u mecanismu. Ognunu di sti trè tippi di sistemi di trasmissione basi hà e so caratteristiche. L'attuale corrente principale hè u sistema di trasmissione elettrica. A causa di a bassa inerzia, i servomotori AC è DC à grande coppia è i so servomotori di supportu (convertitori di frequenza AC, modulatori di larghezza d'impulsu DC) sò largamente usati. Stu tipu di sistema ùn richiede micca cunversione d'energia, hè faciule d'utilizà è hà un cuntrollu sensibile. A maiò parte di i motori richiedenu un mecanismu di trasmissione delicatu: un riduttore. I so denti utilizanu un convertitore di velocità di l'ingranaggi per riduce u numeru di rotazioni inverse di u mutore à u numeru necessariu di rotazioni inverse è ottene un dispositivu di coppia più grande, riducendu cusì a velocità è aumentendu a coppia. Quandu u caricu hè grande, u servomotore hè aumentatu ciecamente. A putenza hè assai economica, è a coppia di uscita pò esse aumentata per mezu di un riduttore in un intervallu di velocità adattatu. I servomotori sò propensi à u calore è à e vibrazioni à bassa frequenza quandu operanu à basse frequenze. U travagliu à longu andà è ripetitivu ùn hè micca favurevule à assicurà un funziunamentu precisu è affidabile. L'esistenza di u mutore di riduzione di precisione permette à u servomotore di funziunà à una velocità adatta, rinfurzendu a rigidità di u corpu di a macchina è producendu una coppia più grande. Oghje ci sò dui riduttori mainstream: u riduttore armonicu è u riduttore RV.
3. Sistema di cuntrollu
Usistema di cuntrollu di robothè u cervellu di u robot è u fattore principale chì determina e funzioni è e funzioni di u robot. U sistema di cuntrollu manda signali di cumanda à u sistema di guida è à u mecanismu d'esecuzione secondu u prugramma d'input, è li cuntrolla. U compitu principale dirobot industriale a tecnulugia di cuntrollu hè di cuntrullà a gamma di attività, a postura è a traiettoria, è u tempu d'azione dirobot industriales in u spaziu di travagliu. Hà e caratteristiche di prugrammazione simplice, funziunamentu di u menu di u software, interfaccia d'interazzione omu-urdinatore amichevule, prompt di funziunamentu in linea è usu convenientu. U sistema di cuntrollu hè u core di u robot, è e cumpagnie straniere pertinenti sò strettamente vicine à i nostri esperimenti. In l'ultimi anni, cù u sviluppu di a tecnulugia microelettronica, e prestazioni di i microprocessori sò diventate sempre più alte, è u prezzu hè diventatu sempre più economicu. Avà, i microprocessori à 32 bit chì costanu 1-2 dollari americani sò apparsi nantu à u mercatu. I microprocessori à bon pattu anu purtatu nuove opportunità di sviluppu à i cuntrolli di robot, rendendu pussibule u sviluppu di cuntrolli di robot à bassu costu è alte prestazioni. Per fà chì u sistema abbia capacità di calculu è di almacenamentu sufficienti, i cuntrolli di robot sò avà cumposti principalmente da putenti chip di serie ARM, serie DSP, serie POWERPC, serie Intel è altri chip. Siccomu e funzioni è e funzioni di i chip di usu generale esistenti ùn ponu micca risponde cumpletamente à i requisiti di certi sistemi robotichi in termini di prezzu, funzionalità, integrazione è interfacce, questu hà datu nascita à a dumanda di tecnulugia SoC (System on Chip) in i sistemi robotichi. U processore hè integratu cù l'interfacce richieste, chì ponu simplificà a cuncepzione di i circuiti periferichi di u sistema, riduce a dimensione di u sistema è riduce i costi. Per esempiu, Actel integra i core di processore NEOS o ARM7 in i so prudutti FPGA per furmà un sistema SoC cumpletu. In termini di cuntrolli di tecnulugia robotica, a so ricerca hè principalmente cuncentrata in i Stati Uniti è in Giappone, è ci sò prudutti maturi, cum'è a cumpagnia americana DELTATAU, a giapponese Pengli Co., Ltd., ecc. U so controller di muvimentu piglia a tecnulugia DSP cum'è u so core è adotta una struttura aperta basata nantu à PC. 4. Effettore finale L'effettore finale hè un cumpunente cunnessu à l'ultima articulazione di u manipulatore. Hè generalmente adupratu per piglià oggetti, cunnette si cù altri meccanismi è eseguisce i compiti richiesti. I pruduttori di robot generalmente ùn cuncepiscenu nè vendenu effettori finali; in a maiò parte di i casi, furniscenu solu una semplice pinza. Di solitu l'effettore finale hè installatu nantu à a flangia à 6 assi di u robot per compie i compiti in un ambiente datu, cum'è a saldatura, a pittura, l'incollaggio è u caricamentu è u scaricamentu di pezzi, chì sò compiti chì richiedenu i robot per esse cumpletati.
Panoramica di i servomotori U servomotore, cunnisciutu ancu cum'è "servocontroller" è "servoamplificatore", hè un controller utilizatu per cuntrullà i servomotori. A so funzione hè simile à quella di un convertitore di frequenza nantu à i motori AC ordinarii, è face parte di u sistema servo. In generale, u servomotore hè cuntrullatu per mezu di trè metudi: pusizione, velocità è coppia per ottene un pusizionamentu di alta precisione di u sistema di trasmissione.
1. Classificazione di i servomotori Hè divisu in duie categurie: servomotori DC è AC.
I servomotori AC sò ancu divisi in servomotori asincroni è servomotori sincroni. Attualmente, i sistemi AC stanu rimpiazzendu gradualmente i sistemi DC. In paragone cù i sistemi DC, i servomotori AC anu i vantaghji di alta affidabilità, bona dissipazione di u calore, picculu mumentu d'inerzia è a capacità di funziunà sottu alta pressione. Perchè ùn ci sò micca spazzole è ingranaggi di sterzu, u sistema servo AC diventa ancu un sistema servo senza spazzole, è i motori utilizati in questu sò motori asincroni di tipu gabbia è motori sincroni à magneti permanenti cù una struttura senza spazzole. 1) I servomotori CC sò divisi in motori à spazzole è motori senza spazzole
1I motori à spazzole anu un costu bassu, una struttura simplice, una grande coppia di partenza, una larga gamma di velocità, un cuntrollu faciule, richiedenu manutenzione, ma sò faciuli da mantene (rimpiazzanu e spazzole di carbone), producenu interferenze elettromagnetiche, anu esigenze nantu à l'ambiente d'usu è sò generalmente aduprati per u cuntrollu di i costi in situazioni industriali è civili generali sensibili;
2I motori senza spazzole sò di dimensioni chjuche è ligeri, cù una grande putenza è una risposta rapida. Anu una alta velocità è una piccula inerzia, una coppia stabile è una rotazione fluida. U cuntrollu hè cumplessu è intelligente. U metudu di cummutazione elettronica hè flessibile. Pò cummutà cù onda quadra o onda sinusoidale. U mutore ùn richiede micca manutenzione è hè efficiente. Risparmiu energeticu, piccula radiazione elettromagnetica, bassu aumentu di temperatura è longa durata, adattatu per diversi ambienti.
2. Caratteristiche di i sfarenti tipi di servomotori
1) Vantaghji è svantaghji di u servomotore CC Vantaghji: cuntrollu precisu di a velocità, caratteristiche di coppia è velocità assai dure, principiu di cuntrollu simplice, faciule d'utilizà è prezzu accessibile. Svantaghji: commutazione di e spazzole, limite di velocità, resistenza supplementaria, generazione di particelle di usura (micca adattatu per ambienti senza polvere è esplosivi)
2) Vantaghji è svantaghji di u servomotore AC Vantaghji: bone caratteristiche di cuntrollu di velocità, cuntrollu lisciu in tutta a gamma di velocità, quasi nisuna oscillazione, alta efficienza di più di 90%, menu generazione di calore, cuntrollu d'alta velocità, cuntrollu di pusizione d'alta precisione (secondu a precisione di l'encoder), area operativa nominale. In questu, pò ottene una coppia costante, bassa inerzia, bassu rumore, nisuna usura di e spazzole è senza manutenzione (adatta per ambienti senza polvere è esplosivi). Svantaghji: U cuntrollu hè più cumplicatu, i parametri di u driver devenu esse aghjustati in situ è i parametri PID sò determinati, è sò necessarie più cunnessione. Attualmente, i servomotori mainstream utilizanu processori di signali digitali (DSP) cum'è core di cuntrollu, chì ponu implementà algoritmi di cuntrollu relativamente cumplessi è ottene digitalizazione, rete è intelligenza. I dispositivi di putenza generalmente utilizanu circuiti di guida cuncepiti cù moduli di putenza intelligenti (IPM) cum'è core. L'IPM integra u circuitu di guida è hà circuiti di rilevazione è prutezzione di guasti cum'è sovratensione, sovracorrente, surriscaldamentu è sottotensione. U software hè ancu aghjuntu à u circuitu principale. Circuitu di avviamentu per riduce l'impattu di u prucessu di avviu nantu à u driver. L'unità di putenza rettifica prima a putenza trifase d'ingressu o a putenza di rete attraversu un circuitu raddrizzatore à ponte cumpletu trifase per ottene a corrente continua currispondente. A putenza trifase rettificata o a putenza di rete hè poi cunvertita in frequenza da un inverter di tensione PWM sinusoidale trifase per pilotà un servomotore AC sincronu à magneti permanenti trifase. Tuttu u prucessu di l'unità di putenza pò esse simplicemente dettu chì hè u prucessu AC-DC-AC. U circuitu topologicu principale di l'unità raddrizzatrice (AC-DC) hè un circuitu raddrizzatore à ponte cumpletu trifase senza cuntrollu.
Vista esplosa di u riduttore armonicu Ci hè vulsutu 6-7 anni à a cumpagnia giapponese Nabtesco da a pruposta di u disignu di u RV à l'iniziu di l'anni 1980 à ottene una svolta sustanziale in a ricerca di riduttori di RV in u 1986; è Nantong Zhenkang è Hengfengtai, chì sò stati i primi à pruduce risultati in Cina, anu ancu passatu tempu. 6-8 anni. Significa chì e nostre imprese lucali ùn anu micca opportunità? A bona nutizia hè chì dopu à parechji anni di implementazione, e cumpagnie cinesi anu finalmente fattu qualchì scuperta.
*L'articulu hè statu ripruduttu da Internet, cuntattateci per a cancellazione di a violazione.
Data di publicazione: 15 di settembre di u 2023
