Detaillierte Erläuterung des Aufbaus des Antriebs- und Steuerungssystems von Industrierobotern

I. Gemeinsame kinematische Konfigurationen

1. Kartesischer Betätigungsarm

Vorteile: einfach durch Computersteuerung zu realisieren, leicht zu erreichende hohe Präzision. Nachteile: Arbeitsbehinderung, große Flächenabdeckung, geringe Bewegungsgeschwindigkeit, schlechte Abdichtung.

①Schweißen, Handhabung, Be- und Entladen, Verpacken, Palettieren, Depalettieren, Prüfen, Fehlererkennung, Sortieren, Zusammenbauen, Etikettieren, Sprühen, Markieren, (sanftes Nachahmen) Sprühen, Zielverfolgung, Detonation und eine Reihe von Arbeiten.

② Besonders geeignet für Multi-Arten, dann spielt die Charge flexibler Vorgänge eine sehr wichtige Rolle für Stabilität, Verbesserung der Produktqualität, Verbesserung der Arbeitsproduktivität, Verbesserung der Arbeitsbedingungen und schnellen Produktaustausch.

​2. Aufklappbarer Betätigungsarm (gelenkig)

Die Gelenke von Knickarmrobotern sind alle rotierend, ähnlich dem menschlichen Arm, der häufigsten Struktur bei Industrierobotern. Sein Arbeitsbereich ist komplexer.

① Automobilteile, Formen, Blechteile, Kunststoffprodukte, Sportgeräte, Glasprodukte, Keramik, Luftfahrt und andere schnelle Erkennung und Produktentwicklung.

② Karosseriemontage, allgemeine Maschinenmontage und andere Fertigungsqualitätskontrollen, wie z. B. Drei-Koordinaten-Messung und Fehlererkennung.

③ Rapid Prototyping von Antiquitäten, Kunstwerken, Skulpturen, Modellierung von Zeichentrickfiguren, Porträtprodukten usw.

④Vermessung und Inspektion des gesamten Automobils vor Ort.

⑤ Messung der menschlichen Körperform, Herstellung medizinischer Geräte wie Skelette, Herstellung menschlicher Körperform und medizinische plastische Chirurgie.

3.SCARA-Betriebsarm

SCARA-Roboter werden häufig in Montagevorgängen eingesetzt. Das bemerkenswerteste Merkmal ist, dass ihre Bewegung in der x-y-Ebene eine große Flexibilität aufweist, während sie entlang der z--Achse eine starke Steifigkeit und somit eine selektive Flexibilität aufweist. Dieser Robotertyp findet gute Anwendungsmöglichkeiten bei Montagevorgängen.

①Wird häufig bei der Montage von Leiterplatten und elektronischen Bauteilen verwendet.

② Bewegen, Aufnehmen und Platzieren von Gegenständen wie integrierten Leiterplatten usw.

③Weit verbreitet in der Kunststoffindustrie, Automobilindustrie, Elektronikindustrie, Pharmaindustrie und Lebensmittelindustrie.

④ Bewegen von Teilen und Montagearbeiten.

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​4. Sphärischer Koordinaten-Betätigungsarm

Eigenschaften: Der Arbeitsbereich im Bereich der Mittelkonsole ist groß, die beiden rotierenden Antriebe sind leicht abzudichten und decken einen großen Arbeitsbereich ab. Allerdings sind die Koordinaten komplex, schwer zu kontrollieren und es gibt Dichtungsprobleme beim Linearantrieb.

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5. Zylindrischer Betätigungsarm mit Koordinatenoberfläche

 

Vorteile: und einfache Berechnung; Der lineare Teil kann hydraulisch angetrieben werden und eine große Leistung abgeben. in das Innere der Hohlraummaschine gelangen kann. Nachteile: Sein Arm kann den Raum nur begrenzt erreichen, er kann den Raum in der Nähe der Säule oder in Bodennähe nicht erreichen; Der lineare Antriebsteil ist schwer abzudichten und staubdicht. Wenn der hintere Arm funktioniert, kann der Raum in der Nähe der Säule oder in der Nähe des Bodens nicht erreicht werden.

Der lineare Antriebsteil ist schwer abzudichten und staubdicht; Wenn der hintere Arm arbeitet, berührt das hintere Ende des Arms andere Objekte im Arbeitsbereich.

​6. Redundante Institutionen

Normalerweise sind für die räumliche Positionierung 6 Freiheitsgrade erforderlich, und die Verwendung zusätzlicher Gelenke kann dazu beitragen, dass der Mechanismus ungewöhnliche Gebissformen vermeidet. Die Abbildung unten zeigt die Positionsform des Manipulatorarms mit 7-Freiheitsgrad-

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7. Geschlossene-Loop-Struktur

Eine geschlossene -Schleifenstruktur kann die Steifigkeit des Mechanismus verbessern, verringert jedoch den Bewegungsbereich des Gelenks und der Arbeitsbereich wird etwas verkleinert.

① Bewegungssimulator;

② Parallele Werkzeugmaschinen;

③ Mikromanipulationsroboter;

④ Kraftsensoren;

⑤ Zellmanipulationsroboter in der biomedizinischen Technik, Zellinjektion und -teilung können realisiert werden;

⑥ Mikrochirurgische Roboter;

⑦ Geräte zur Lageanpassung für große Radioastronomie-Teleskope;

⑧ Hybridgeräte wie das Hybridmanipulatormodul Tricept von SMT sind ein erfolgreiches Beispiel für modularen Aufbau auf Basis paralleler Mechanismuseinheiten.

II. Wichtigste technische Parameter des Roboters

Die technischen Parameter des Roboters spiegeln die Arbeit wider, die der Roboter mit der höchsten Betriebsleistung usw. leisten kann. Dabei müssen Design und Anwendung des Roboters berücksichtigt werden. Die wichtigsten technischen Parameter des Roboters sind Freiheitsgrad, Auflösung, Arbeitsraum, Arbeitsgeschwindigkeit, Arbeitsbelastung usw.

1. Freiheitsgrad

Der Roboter verfügt über mehrere unabhängige Koordinatenachsenbewegungen. Der Freiheitsgrad des Roboters ist die Anzahl unabhängiger Bewegungsparameter, die erforderlich sind, um die Position und Haltung der Roboterhand im Raum zu bestimmen. Das Öffnen und Schließen von Fingern sowie die Freiheitsgrade von Fingergelenken werden im Allgemeinen nicht berücksichtigt. Die Anzahl der Freiheitsgrade eines Roboters entspricht im Allgemeinen der Anzahl der Gelenke. Die bei Robotern übliche Anzahl an Freiheitsgraden beträgt im Allgemeinen nicht mehr als 5 bis 6.

2. Gelenke (Gelenk)

Das heißt, der Bewegungsschrauber ermöglicht dem Roboterarm Teile der Relativbewegung zwischen den Organen.
 

3. Arbeitsbereich

Alle Bereiche des Raums sind für den Roboterarm oder die Handmontagepunkte zugänglich. Seine Form hängt von der Anzahl der Freiheitsgrade des Roboters sowie der Art und Konfiguration jedes Bewegungsgelenks ab. Der Arbeitsbereich des Roboters wird üblicherweise sowohl durch grafische als auch durch analytische Methoden dargestellt.

4. Arbeitsgeschwindigkeit

Unter Arbeitslastbedingungen des Roboters, Bewegungsprozess mit gleichmäßiger Geschwindigkeit, der Mitte der mechanischen Schnittstelle oder der Mitte des Werkzeugs in der Einheit Zeit der zurückgelegten Strecke oder des Drehwinkels.

5.Arbeitslast

Bezieht sich auf den Roboter in jeder Position innerhalb des Arbeitsbereichs der maximalen Belastung, der er standhalten kann, im Allgemeinen ausgedrückt in Masse, Moment und Trägheitsmoment. Neben der Laufgeschwindigkeit und der Beschleunigungsgröße und -richtung können die allgemeinen Bestimmungen des Hochgeschwindigkeitsbetriebs auch das Gewicht des Werkstücks als Indikator für die Tragfähigkeit erfassen.

6. Auflösung

Kann die minimale Bewegungsdistanz oder den minimalen Drehwinkel realisieren.

7.Präzision

Wiederholbarkeit oder Wiederholungspositionierungsgenauigkeit: Bezieht sich auf den Grad der Differenz zwischen dem wiederholten Erreichen einer bestimmten Zielposition durch den Roboter. Oder der Roboter wiederholt bei denselben Positionsanweisungen mehrmals die Streuung seiner Position. Es ist ein Maß für die Dichte einer Spalte von Fehlerwerten, also den Grad der Wiederholbarkeit.

III. Roboter häufig verwendete Materialien

(1) Kohlenstoffbaustahl und legierter Baustahl Diese Materialien haben eine gute Festigkeit, insbesondere legierter Baustahl, ihre Festigkeit ist um das 4- bis 5-fache erhöht, der Elastizitätsmodul E ist groß, die Verformungsbeständigkeit ist stark und die am häufigsten verwendeten Materialien.

(2) Aluminium, Aluminiumlegierungen und andere Leichtlegierungsmaterialien Das gemeinsame Merkmal dieser Materialien ist ein geringes Gewicht, der Elastizitätsmodul E ist nicht groß, aber die Dichte des Materials ist gering, sodass das Verhältnis von E / ρ immer noch mit Stahl verglichen werden kann. Bei einigen seltenen Aluminiumlegierungen wurden deutlichere Qualitätsverbesserungen erzielt, beispielsweise durch die Zugabe von 3,2 % (Gewichtsprozent) einer Lithium-Aluminium-Legierung, der Elastizitätsmodul stieg um 14 %, das E/ρ-Verhältnis stieg um 16 %.

3) Faser-verstärkte Legierungen Diese Legierungen, wie beispielsweise borfaser-verstärkte Aluminiumlegierungen und Graphitfaser-verstärkte Magnesiumlegierungen, haben E/ρ-Verhältnisse von 11,4 × 107 bzw. 8,9 × 107. Diese faserverstärkten Metallmaterialien haben sehr hohe E/ρ-Verhältnisse, sind aber teuer.

(4) Keramik Keramische Materialien haben gute Eigenschaften, sind aber spröde und nicht leicht zu verarbeiten. Japan hat versucht, Muster für keramische Roboterarme herzustellen, die in kleinen hochpräzisen Robotern verwendet werden.

(5) Faser-verstärkte Verbundwerkstoffe Diese Materialien haben ausgezeichnete E/ρ-Verhältnisse und haben außerdem den ganz entscheidenden Vorteil einer großen Dämpfung. Herkömmliche metallische Materialien können keine so große Dämpfung aufweisen, daher gibt es immer mehr Beispiele für Verbundwerkstoffe, die in Hochgeschwindigkeitsrobotern verwendet werden.

6) Viskoelastische Materialien mit großer Dämpfung Die Erhöhung der Dämpfung von Robotergestängen ist eine wirksame Möglichkeit, die dynamischen Eigenschaften von Robotern zu verbessern. Es gibt viele Möglichkeiten, die Dämpfung von Strukturmaterialien zu erhöhen. Eine der am besten für Roboter geeigneten Methoden besteht darin, viskoelastische Materialien mit großer Dämpfung für die ursprüngliche Dämpfungsschicht des Elements zu verwenden.
 

IV. Hauptstruktur des Roboters
 

(i) Roboterantrieb

Konzept: Um den Roboter zum Laufen zu bringen, muss jedes Gelenk, das jedem Bewegungsfreiheitsgrad entspricht, das Übertragungsgerät platzieren. Rolle: Alle Teile des Roboters bereitstellen, die Gelenke der Aktion des Antriebsmotors.

Antriebssystem: kann ein hydraulischer Antrieb, ein pneumatischer Antrieb, ein elektrischer Antrieb oder eine Kombination davon sein, die auf das integrierte System angewendet wird; kann direkt oder indirekt über den Synchronriemen, die Kette, das Radsystem, harmonische Zahnräder und andere mechanische Übertragungseinrichtungen angetrieben werden.

1.Elektrischer Antrieb

Die Energie des elektrischen Antriebsgeräts ist einfach, der Geschwindigkeitsänderungsbereich, der hohe Wirkungsgrad, die Geschwindigkeit und die Positionsgenauigkeit sind sehr hoch. Sie sind aber stärker mit der Verzögerungseinrichtung verbunden, der Direktantrieb ist schwieriger.

Der elektrische Antrieb kann in Gleichstrom- (DC), Wechselstrom- (AC), Servomotorantrieb und Schrittmotorantrieb unterteilt werden. Bürsten von DC-Servomotoren sind verschleißanfällig und neigen zur Funkenbildung. Auch bürstenlose Gleichstrommotoren werden immer häufiger eingesetzt. Der Schrittmotorantrieb ist größtenteils eine Steuerung mit offenem Regelkreis, einfache Steuerung, aber nicht viel Leistung, wird hauptsächlich für Robotersysteme mit geringer Präzision und kleiner Leistung verwendet.

Vor der Inbetriebnahme des Stromnetzes sollten folgende Kontrollen durchgeführt werden:

(1) ob die Versorgungsspannung angemessen ist (Überspannung kann zu Schäden am Antriebsmodul führen); Für den DC-Eingang + / - darf die Polarität nicht falsch angeschlossen werden. Fahren Sie den Motortyp am Controller an oder der aktuelle Einstellwert ist angemessen (zu Beginn nicht zu groß).

(2) Steuersignalkabel sind sicher angeschlossen. Am Industriestandort ist es am besten, eine Abschirmung in Betracht zu ziehen (z. B. die Verwendung eines verdrillten --Pair-Kabels);

(3) Beginnen Sie nicht damit, alle Kabel anzuschließen, sondern schließen Sie sie nur an das grundlegendste System an, das gut funktioniert, und schließen Sie es dann nach und nach an.

4) Stellen Sie sicher, dass Sie die Erdungsmethode kennen, oder verwenden Sie schwebende Luft ohne Verbindung.

(5) Beginnen Sie eine halbe Stunde lang mit dem Laufen, um den Status des Motors genau zu beobachten, z. B. ob die Bewegung normal ist, das Geräusch und der Temperaturanstieg, und stellen Sie fest, dass das Problem sofort behoben wurde, um es anzupassen.

2. Hydraulischer Antrieb

Durch den hochpräzisen Zylinder und Kolben wird durch die relative Bewegung des Zylinders und der Kolbenstange eine lineare Bewegung erreicht.

Vorteile: hohe Leistung, kann die direkt mit der angetriebenen Stange verbundene Verzögerungsvorrichtung eliminieren, kompakte Struktur, gute Steifigkeit, schnelle Reaktion, Servoantrieb mit hoher Präzision.

Nachteile: Es ist eine zusätzliche Hydraulikquelle erforderlich, es kann leicht zu Flüssigkeitslecks kommen, es ist nicht für Situationen mit hohen und niedrigen Temperaturen geeignet, daher wird der hydraulische Antrieb derzeit für Robotersysteme mit besonders hoher -Leistung verwendet.

Wählen Sie die passende Hydraulikflüssigkeit aus. Verhindern Sie, dass sich feste Verunreinigungen in das Hydrauliksystem vermischen, und verhindern Sie, dass Luft und Wasser in das Hydrauliksystem eindringen. Der mechanische Betrieb sollte weich und reibungslos sein, der mechanische Betrieb sollte rau sein, da es sonst unweigerlich zu Stoßbelastungen kommt, so dass es zu häufigen mechanischen Ausfällen kommt, was die Lebensdauer erheblich verkürzt. Auf Kavitation und Überlaufgeräusche achten. Beim Betrieb sollte immer auf das Geräusch der Hydraulikpumpe und des Überdruckventils geachtet werden. Wenn das „Kavitationsgeräusch“ der Hydraulikpumpe nach dem Ausstoß nicht beseitigt werden kann, sollte vor der Verwendung die Ursache des Fehlers ermittelt werden. Halten Sie die entsprechende Öltemperatur ein. Die Betriebstemperatur des Hydrauliksystems wird im Allgemeinen auf einen angemessenen Wert zwischen 30 und 80 Grad geregelt.

3. Pneumatischer Antrieb

Der pneumatische Antrieb ist einfach aufgebaut, sauber, empfindlich und hat einen Puffereffekt. . . Im Vergleich zum hydraulischen Antrieb ist die Leistung jedoch geringer, die Steifigkeit ist schlechter, die Geräuschentwicklung ist geringer und die Geschwindigkeit ist nicht leicht zu steuern. Daher wird er hauptsächlich für Punktsteuerungsroboter mit geringer Präzision verwendet.

(1) hat eine hohe Geschwindigkeit, eine einfache Systemstruktur, eine einfache Wartung, einen niedrigen Preis usw. Geeignet für den Einsatz in Robotern mittlerer und kleiner Last. Da es jedoch schwierig ist, eine Servosteuerung zu realisieren, wird sie meist in programmgesteuerten Robotern eingesetzt, beispielsweise bei Be- und Entladerobotern sowie bei Stanzrobotern.

(2) In den meisten Fällen wird es bei der Realisierung einer Zwei--Positions- oder begrenzten Punktsteuerung mittlerer und kleiner Roboter verwendet.

(3) Das Steuergerät ist derzeit der größte Teil der Auswahl an speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS-Steuerungen). Pneumatische Logikkomponenten können zur Bildung eines Steuergeräts in brennbaren und explosionsgefährdeten Situationen verwendet werden.

(ii) Linearer Übertragungsmechanismus.

Das Übertragungsgerät ist ein wesentlicher Bestandteil der Verbindung zwischen der Stromquelle und dem Bewegungsgestänge. Je nach Form der Gelenke sind die am häufigsten verwendeten Formen des Übertragungsmechanismus die lineare Übertragung und der rotierende Übertragungsmechanismus.

Die lineare Übertragung kann für den X-, Y- und Z-Richtungsantrieb eines rechtwinkligen Koordinatenroboters, den Radialantrieb und den vertikalen Hubantrieb einer zylindrischen Koordinatenstruktur und den radialen Teleskopantrieb einer Kugelkoordinatenstruktur verwendet werden.

Eine lineare Bewegung kann durch Übertragungselemente wie Zahnstange und Ritzel, Schraube und Mutter usw. von einer Drehbewegung in eine lineare Bewegung umgewandelt werden, oder es kann ein linearer Antriebsmotorantrieb vorhanden sein oder sie kann direkt durch den Kolben eines Zylinders oder Hydraulikzylinders erzeugt werden.

2. Kugelumlaufspindeln

In der Spiralnut von Schraube und Mutter sind Kugeln eingebettet, und die Führungsnut in der Mutter ermöglicht eine kontinuierliche Zirkulation der Kugeln.

Vorteile: geringe Reibung, hohe Übertragungseffizienz, kein Kriechen, hohe Präzision.

Nachteile: hohe Herstellungskosten, komplexer Aufbau.

Problem der Selbsthemmung: Theoretisch kann der Kugelumlaufschraubstock auch selbsthemmend sein, aber die tatsächliche Anwendung dieser Selbsthemmung wird nicht verwendet. Der Hauptgrund ist: schlechte Zuverlässigkeit oder sehr hohe Verarbeitungskosten; Da der Durchmesser der Führung ein sehr großes Verhältnis aufweist, werden im Allgemeinen Schneckengetriebe und andere selbsthemmende Vorrichtungen hinzugefügt.

(iii). Drehantriebsmechanismus

Der Zweck des Drehantriebsmechanismus besteht darin, die höhere Drehzahl der Antriebsquelle des Motors in eine niedrigere Drehzahl umzuwandeln und ein größeres Drehmoment zu erzielen. Die am weitesten verbreiteten Drehantriebsmechanismen in Robotern sind Zahnketten, Zahnriemen und harmonische Zahnräder.

1. Getriebekette

(1) Geschwindigkeitsbeziehung

(2) Drehmomentbeziehung

2. Synchronriemen

Ein Synchronriemen ist ein Riemen mit vielen Zähnen, der mit der Synchronriemenscheibe mit den gleichen Zähnen kämmt. Es entspricht einer flexiblen Ausrüstung beim Arbeiten.

Vorteile: kein Verrutschen, gute Flexibilität, kostengünstig, hohe wiederholbare Positionierungsgenauigkeit.

Nachteile: ein gewisser Grad an elastischer Verformung.

3. Harmonischer Gang

Das harmonische Getriebe besteht aus drei Hauptteilen: starrem Getriebe, harmonischem Generator und flexiblem Getriebe. Im Allgemeinen ist das starre Getriebe fest und der harmonische Generator treibt das flexible Getriebe zum Drehen an. Hauptmerkmale:

(1), das Übersetzungsverhältnis ist groß, einstufig für 50-300.

(2), reibungslose Übertragung, hohe Tragfähigkeit.

(3), hohe Übertragungseffizienz, bis zu 70 % bis 90 %.

(4), hohe Übertragungsgenauigkeit, 3-4 mal höher als bei gewöhnlichen Zahnradgetrieben.

(5) Die Renditedifferenz ist gering und kann weniger als 3' betragen.

(6), die Zwischenleistung kann nicht erreicht werden, die Steifigkeit des Flexrads ist gering.

Harmonische Antriebe sind in Ländern mit fortschrittlicherer Robotertechnologie weit verbreitet. Allein in Japan werden 60 % der Roboterantriebsgeräte mit harmonischen Antrieben betrieben.

Die Vereinigten Staaten haben den Roboter zum Mond geschickt, dessen verschiedene Gelenkteile im harmonischen Antrieb verwendet werden, einer der Oberarme mit 30 harmonischen Antriebsmechanismen.

Die Sowjetunion schickte den mobilen Roboter „Mondlander“ zum Mond, dessen acht Radpaare mit einem geschlossenen harmonischen Antriebsmechanismus ausgestattet sind und einzeln angetrieben werden.. . Der in Deutschland entwickelte Volkswagen Roboter ROHREN, GEROT R30 und das französische Unternehmen Renault entwickelte VERTICAL 80-Roboter usw. werden im harmonischen Übertragungsmechanismus verwendet.

(iv). Roboter-Sensorsystem

1. Das Sensorsystem besteht aus einem internen Sensormodul und einem externen Sensormodul, die dazu dienen, aussagekräftige Informationen über den Zustand der internen und externen Umgebung zu erhalten.

2. Der Einsatz intelligenter Sensoren verbessert die Mobilität, Anpassungsfähigkeit und Intelligenz des Roboters.

3. Der Einsatz intelligenter Sensoren verbessert die Mobilität, Anpassungsfähigkeit und Intelligenz des Roboters.

4. Für einige spezielle Informationen sind Sensoren effektiver als das menschliche Sinnessystem.

(v). Roboterpositionserkennung

Der optische Drehgeber ist das am häufigsten verwendete Gerät zur Positionsrückmeldung. Der optische Detektor wandelt Lichtimpulse in binäre Wellenformen um. Der Drehwinkel der Welle wird durch Zählen der Anzahl der Impulse ermittelt, und die Drehrichtung wird durch die relative Phase der beiden Rechtecksignale bestimmt.

Der induktive Synchronisator gibt zwei analoge Signale - aus, ein Sinussignal und ein Kosinussignal des Wellenwinkels. Aus den relativen Amplituden dieser beiden Signale wird der Wellenwinkel berechnet. Ein induktiver Synchronisator ist im Allgemeinen zuverlässiger als ein Encoder, hat jedoch eine geringere Auflösung.

Ein Potentiometer ist die direkteste Form der Positionserfassung. Es ist in einer Brücke geschaltet und ist in der Lage, ein dem Wellenwinkel proportionales Spannungssignal zu erzeugen. Allerdings aufgrund der geringen Auflösung, schlechter Linearität und Rauschempfindlichkeit.

Ein Drehzahlmesser ist in der Lage, ein analoges Signal proportional zur Drehzahl der Welle auszugeben. Wenn ein solcher Geschwindigkeitssensor nicht verfügbar ist, kann ein Geschwindigkeitsrückmeldungssignal durch Differenzierung der erfassten Position in Bezug auf die Zeit erhalten werden.

(vi). Erkennung von Maschinenarbeitskräften

Der Kraftsensor wird üblicherweise an den folgenden drei Positionen am Betätigungsarm montiert:

1. Am Gelenkantrieb montiert. Es kann das Drehmoment oder die Kraftabgabe des Aktuators/Untersetzungsgetriebes selbst messen. Es kann jedoch die Kontaktkraft zwischen dem Endeffektor und der Umgebung nicht gut erkennen.

2. Wird zwischen dem Endeffektor und dem Endgelenk des Betätigungsarms montiert und kann als Handgelenkskraftsensor bezeichnet werden. Typischerweise können drei bis sechs Kraft-/Drehmomentkomponenten gemessen werden, die auf den Endeffektor wirken.

3. An den „Fingerspitzen“ des Endeffektors montiert. Typischerweise verfügen diese Finger mit Kraftsensoren über integrierte Dehnungsmessstreifen, die eine bis vier Komponenten der auf die Fingerspitzen ausgeübten Kraft messen können.

(vii). Roboter-Umgebungsinteraktionssystem

1. Roboter-Umgebungsinteraktionssystem ist ein System, das die Verbindung und Koordination zwischen einem Industrieroboter und Geräten in der externen Umgebung realisiert.

2. Industrieroboter und externe Geräte werden in eine Funktionseinheit integriert, z. B. eine Verarbeitungs- und Fertigungseinheit, eine Schweißeinheit, eine Montageeinheit usw. Es können auch mehrere Roboter, mehrere Werkzeugmaschinen oder Geräte, mehrere Teilespeicher und andere integrierte Geräte sein.

3. Es können auch mehrere Roboter, mehrere Werkzeugmaschinen oder Geräte, mehrere Teilespeicher usw. sein, die in eine Funktionseinheit integriert sind, um komplexe Aufgaben auszuführen.

(viii) Mensch-{0}}Computer-Interaktionssystem

Das Mensch-Roboter-Interaktionssystem soll es dem Bediener ermöglichen, an der Robotersteuerung und dem Kontakt mit dem Robotergerät teilzunehmen. Das System ist in zwei Hauptgruppen kategorisiert: Befehls--Geräte und Informationsanzeigegeräte.

V. Robotersteuerungssystem

1. Robotersteuerungssystem

Der Zweck der „Kontrolle“ besteht darin, zu bewirken, dass sich das gesteuerte Objekt in einer vom Controller gewünschten Weise verhält.. . Die Grundbedingung der „Kontrolle“ besteht darin, die Eigenschaften des gesteuerten Objekts zu verstehen. Das „Wesen“ ist die Steuerung des Ausgangsdrehmoments des Fahrers.

Detaillierte Erläuterung des Aufbaus des Antriebs- und Steuerungssystems für Industrieroboter

2, Roboter-Lehrprinzip

Die Struktur des Antriebs- und Steuerungssystems von Industrierobotern

Das grundlegende Arbeitsprinzip des Roboters ist die Reproduktion von Lehren; Lehren, auch als Führung bekannt, bedeutet, dass der Benutzer den Roboter Schritt für Schritt entsprechend der tatsächlichen Aufgabe des Vorgangs führt. Der Roboter speichert während des Führungsprozesses automatisch die Lehrposition jeder Aktion, Haltung, Bewegungsparameter / Prozessparameter usw. und generiert automatisch eine kontinuierliche Ausführung aller Vorgänge des Programms. Geben Sie dem Roboter nach Abschluss des Lehrvorgangs einfach einen Startbefehl. Der Roboter folgt der Lehraktion Schritt für Schritt genau, um alle Vorgänge abzuschließen.

3. Klassifizierung der Robotersteuerung:

(1) Je nach Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Feedback wird es unterteilt in: Steuerung mit offenem Regelkreis, Regelung mit geschlossenem Regelkreis;

Die Bedingungen einer präzisen Steuerung mit offenem Regelkreis: Kennen Sie das Modell des gesteuerten Objekts genau, und dieses Modell bleibt im Steuerungsprozess unverändert.

(2) Entsprechend dem gewünschten Umfang wird die Steuerung unterteilt in: Positionssteuerung, Kraftsteuerung, Hybridsteuerung;

Die Positionssteuerung ist unterteilt in: Einzelgelenk-Positionssteuerung (Positionsrückmeldung, Positionsgeschwindigkeitsrückmeldung, Positionsgeschwindigkeitsbeschleunigungsrückmeldung), Mehrgelenk-Positionssteuerung, Mehrgelenk-Positionssteuerung ist unterteilt in Bewegungssteuerung, zentralisierte Steuerung; Die Kraftregelung ist unterteilt in: direkte Kraftregelung, Impedanzregelung, Kraft-Positions-Hybridregelung;

(3) intelligente Steuerungsmethoden: Fuzzy-Steuerung, adaptive Steuerung, optimale Steuerung, neuronale Netzwerksteuerung, Fuzzy-neuronale Netzwerksteuerung, Expertensteuerung und andere;

4. Konfiguration und Struktur der Hardware des Steuerungssystems:

Da der Robotersteuerungsprozess eine große Anzahl von Koordinatentransformationen und Interpolationsoperationen sowie eine Echtzeitsteuerung auf niedrigerer -Ebene umfasst, weist das aktuelle Robotersteuerungssystem in der Struktur größtenteils die hierarchische Struktur eines Mikrocomputer-Steuerungssystems auf, das normalerweise ein zweistufiges Computer-Servosteuerungssystem verwendet.

Detaillierte Erläuterung des Aufbaus des Antriebs- und Steuerungssystems für Industrieroboter

1) Spezifischer Prozess:

Nachdem der Hauptsteuerrechner die vom Personal eingegebenen Bedienanweisungen erhalten hat, analysiert und interpretiert er zunächst die Anweisungen, um die Bewegungsparameter der Hand zu ermitteln.

Anschließend führt es Kinematik-, Dynamik- und Interpolationsoperationen durch und leitet schließlich die koordinierten Bewegungsparameter für jedes Gelenk des Roboters ab. Diese Parameter werden über eine Kommunikationsleitung als vorgegebenes Signal für das Servosteuerungssystem jedes Gelenks an die Servosteuerungsstufe ausgegeben. Der Gelenkaktuator D/A wandelt dieses Signal um und treibt jedes Gelenk an, um eine koordinierte Bewegung zu erzeugen. Sensoren geben bei jeder Gelenkbewegung ein Signal zurück an den Computer der Servosteuerungsstufe, um eine lokale Regelung mit geschlossenem Regelkreis zu bilden und so die Bewegung der Roboterhand im Raum genauer zu steuern.

(2) SPS-basierte Bewegungssteuerung Zwei Steuerungsmethoden:

1, die Verwendung bestimmter Ausgangsports der SPS, um Impulsausgabeanweisungen zu verwenden, um Impulse zum Antreiben des Motors zu erzeugen, während allgemeine -E/A- oder Zählkomponenten verwendet werden, um eine geschlossene -Loop-Positionssteuerung des Motors zu erreichen.

2. Die Verwendung einer externen SPS-Erweiterung des Positionssteuerungsmoduls zur Realisierung der Positionssteuerung des Motors mit geschlossenem Regelkreis besteht hauptsächlich darin, eine Hochgeschwindigkeits-Impulssteuerung zu senden, und gehört zum Positionssteuerungsmodus. Der allgemeine Punkt-{3}zu-{4}-Punkt-Positionssteuerungsmodus ist mehr.