Endüstriyel robots Otomobil üretimi, elektrikli ev aletleri, gıda vb. gibi endüstriyel üretimde yaygın olarak kullanılırlar. Tekrarlayan mekanik işlemleri değiştirebilirler ve çeşitli işlevleri gerçekleştirmek için kendi güçlerine ve kontrol yeteneklerine dayanan makinelerdir. İnsan komutuna dayanabilirler ve önceden programlanmış programlara göre de çalışabilirler. Şimdi temel bileşenlerinden bahsedelim.endüstriyel robots.
1.Konu
Ana makine, büyük kol, ön kol, bilek ve el de dahil olmak üzere makine tabanı ve tahrik mekanizmasından oluşur ve çok serbestlik dereceli bir mekanik sistem oluşturur. Bazı robotlarda ayrıca yürüme mekanizması da bulunur.Endüstriyel robotsVücut eklemlerinin 6 veya daha fazla serbestlik derecesi olabilir. Bileğin genellikle 1 ila 3 serbestlik derecesine sahip hareket kabiliyeti vardır.
2. Tahrik sistemi
Sürüş sistemiendüstriyel robotsTahrik sistemleri, güç kaynağına göre hidrolik, pnömatik ve elektrikli olmak üzere üç kategoriye ayrılır. Bu üç tip, gereksinimlere bağlı olarak kompozit bir tahrik sisteminde birleştirilebilir veya senkron kayışlar, dişli takımları ve dişliler gibi mekanik iletim mekanizmaları aracılığıyla dolaylı olarak tahrik edilebilir. Tahrik sistemi, mekanizmanın ilgili hareketlerini gerçekleştirmek için kullanılan bir güç cihazı ve bir iletim mekanizmasına sahiptir. Bu üç temel tahrik sistemi türünün her birinin kendine özgü özellikleri vardır. Günümüzde yaygın olarak kullanılan tahrik sistemi elektrikli tahrik sistemidir. Düşük ataletleri nedeniyle, yüksek torklu AC ve DC servo motorlar ve bunları destekleyen servo sürücüler (AC frekans dönüştürücüler, DC darbe genişliği modülatörleri) yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu tip sistemler enerji dönüşümü gerektirmez, kullanımı kolaydır ve hassas kontrole sahiptir. Çoğu motor hassas bir iletim mekanizmasına ihtiyaç duyar: bir redüktör. Dişleri, motorun ters dönüş sayısını gerekli ters dönüş sayısına düşürmek ve daha büyük bir tork elde etmek için bir dişli hız dönüştürücüsü kullanır, böylece hızı düşürür ve torku artırır. Yük büyük olduğunda, servo motorun gücü körü körüne artırılır, bu çok maliyet etkin bir yöntemdir ve uygun bir hız aralığında redüktör aracılığıyla çıkış torku artırılabilir. Servo motorlar düşük frekanslarda çalışırken ısıya ve düşük frekanslı titreşime eğilimlidir. Uzun süreli ve tekrarlayan işler, doğru ve güvenilir çalışmayı sağlamaya elverişli değildir. Hassas redüksiyon motorunun varlığı, servo motorun uygun bir hızda çalışmasına, makine gövdesinin rijitliğini güçlendirmesine ve daha büyük tork üretmesine olanak tanır. Günümüzde iki ana redüktör türü vardır: harmonik redüktör ve RV redüktör.
3. Kontrol sistemi
Orobot kontrol sistemiRobotun beyni ve robotun işlevlerini ve performansını belirleyen ana faktördür. Kontrol sistemi, giriş programına göre sürüş sistemine ve yürütme mekanizmasına komut sinyalleri gönderir ve onları kontrol eder. Başlıca görevi şudur:endüstriyel robot Kontrol teknolojisi, faaliyet aralığını, duruşu, yörüngeyi ve eylem süresini kontrol etmeyi amaçlar.endüstriyel robotÇalışma alanında kullanılabilir. Basit programlama, yazılım menüsü kullanımı, kullanıcı dostu insan-bilgisayar etkileşim arayüzü, çevrimiçi işlem uyarıları ve kolay kullanım özelliklerine sahiptir. Robotun çekirdeğini kontrol sistemi oluşturmaktadır ve ilgili yabancı şirketler deneylerimize yakından bakmaktadır. Son yıllarda, mikroelektronik teknolojisinin gelişmesiyle birlikte mikroişlemcilerin performansı giderek artmış ve fiyatları da düşmüştür. Şimdi, 1-2 ABD dolarına mal olan 32 bit mikroişlemciler piyasada yer almaktadır. Uygun fiyatlı mikroişlemciler, robot kontrol sistemlerine yeni gelişim fırsatları sunarak düşük maliyetli, yüksek performanslı robot kontrol sistemlerinin geliştirilmesini mümkün kılmıştır. Sistemin yeterli işlem ve depolama kapasitesine sahip olması için, robot kontrol sistemleri günümüzde çoğunlukla güçlü ARM serisi, DSP serisi, POWERPC serisi, Intel serisi ve diğer çiplerden oluşmaktadır. Mevcut genel amaçlı çiplerin işlevleri ve fonksiyonları, fiyat, işlevsellik, entegrasyon ve arayüzler açısından bazı robot sistemlerinin gereksinimlerini tam olarak karşılayamadığı için, robot sistemlerinde SoC (Çip Üzerinde Sistem) teknolojisine olan talep artmıştır. İşlemci, gerekli arayüzlerle entegre edilerek sistem çevre devrelerinin tasarımını basitleştirir, sistem boyutunu küçültür ve maliyetleri düşürür. Örneğin, Actel, NEOS veya ARM7 işlemci çekirdeklerini FPGA ürünlerine entegre ederek eksiksiz bir SoC sistemi oluşturmaktadır. Robot teknolojisi kontrolörleri açısından ise, araştırmalar ağırlıklı olarak Amerika Birleşik Devletleri ve Japonya'da yoğunlaşmıştır ve Amerikan DELTATAU Şirketi, Japon Pengli Co., Ltd. gibi olgun ürünler mevcuttur. Bu şirketlerin hareket kontrolörleri, temel olarak DSP teknolojisini kullanır ve PC tabanlı açık bir yapı benimser. 4. Uç efektör Uç efektör, manipülatörün son eklemine bağlı bir bileşendir. Genellikle nesneleri kavramak, diğer mekanizmalarla bağlantı kurmak ve gerekli görevleri yerine getirmek için kullanılır. Robot üreticileri genellikle uç efektör tasarlamaz veya satmaz; çoğu durumda sadece basit bir tutucu sağlarlar. Genellikle uç efektör, kaynak, boyama, yapıştırma ve parça yükleme ve boşaltma gibi robotların tamamlamasını gerektiren görevleri yerine getirmek için robotun 6 eksenli flanşına monte edilir.
Servo motorlara genel bakış Servo sürücü, "servo kontrol ünitesi" ve "servo amplifikatör" olarak da bilinir ve servo motorları kontrol etmek için kullanılan bir kontrol ünitesidir. İşlevi, sıradan AC motorlardaki frekans dönüştürücüye benzer ve servo sisteminin bir parçasıdır. Genellikle, servo motor, iletim sisteminin yüksek hassasiyetli konumlandırılmasını sağlamak için konum, hız ve tork olmak üzere üç yöntemle kontrol edilir.
1. Servo motorların sınıflandırılması Servo motorlar iki kategoriye ayrılır: DC ve AC servo motorlar.
AC servo motorlar, asenkron servo motorlar ve senkron servo motorlar olmak üzere ikiye ayrılır. Günümüzde AC sistemler, DC sistemlerin yerini giderek daha fazla almaktadır. DC sistemlerle karşılaştırıldığında, AC servo motorlar yüksek güvenilirlik, iyi ısı dağılımı, küçük atalet momenti ve yüksek basınç altında çalışabilme avantajlarına sahiptir. Fırça ve yönlendirme dişlisi bulunmadığı için AC servo sistem, fırçasız servo sistem olarak da adlandırılır ve bu sistemde kullanılan motorlar, kafes tipi asenkron motorlar ve fırçasız yapıya sahip kalıcı mıknatıslı senkron motorlardır. 1) DC servo motorlar fırçalı ve fırçasız motorlar olmak üzere ikiye ayrılır.
①Fırçalı motorlar düşük maliyetli, basit yapıda, yüksek başlangıç torkuna sahip, geniş hız aralığında ve kolay kontrol edilebilir özelliklere sahiptir. Ancak bakım gerektirirler (karbon fırçaların değiştirilmesi kolaydır), elektromanyetik girişime neden olurlar, kullanım ortamı konusunda gereksinimleri vardır ve genellikle maliyet kontrolü gerektiren hassas genel endüstriyel ve sivil uygulamalarda kullanılırlar.
②Fırçasız motorlar küçük boyutlu ve hafif olup, yüksek çıkış gücü ve hızlı tepki süresine sahiptir. Yüksek hız ve düşük atalet, kararlı tork ve düzgün dönüş sunarlar. Kontrolleri karmaşık ve akıllıdır. Elektronik komütasyon yöntemi esnektir; kare dalga veya sinüs dalga ile komütasyon yapabilirler. Motor bakım gerektirmez ve verimlidir. Enerji tasarruflu, düşük elektromanyetik radyasyonlu, düşük sıcaklık artışı ve uzun ömürlüdür, çeşitli ortamlara uygundur.
2. Farklı servo motor türlerinin özellikleri
1) DC servo motorun avantajları ve dezavantajları Avantajları: hassas hız kontrolü, çok yüksek tork ve hız özellikleri, basit kontrol prensibi, kolay kullanım ve uygun fiyat. Dezavantajları: fırça komütasyonu, hız sınırı, ek direnç, aşınma parçacıklarının oluşumu (tozsuz ve patlayıcı ortamlar için uygun değildir)
2) AC servo motorun avantajları ve dezavantajları Avantajları: İyi hız kontrol özellikleri, tüm hız aralığında düzgün kontrol, neredeyse hiç salınım olmaması, %90'ın üzerinde yüksek verimlilik, daha az ısı üretimi, yüksek hızlı kontrol, yüksek hassasiyetli konum kontrolü (enkoder doğruluğuna bağlı olarak), nominal çalışma alanı dahilinde sabit tork elde edebilme, düşük atalet, düşük gürültü, fırça aşınması olmaması ve bakım gerektirmemesi (tozsuz ve patlayıcı ortamlar için uygundur). Dezavantajları: Kontrol daha karmaşık, sürücü parametrelerinin yerinde ayarlanması ve PID parametrelerinin belirlenmesi gerekiyor ve daha fazla bağlantıya ihtiyaç duyuluyor. Günümüzde, yaygın olarak kullanılan servo sürücüler, nispeten karmaşık kontrol algoritmalarını uygulayabilen ve dijitalleşme, ağ oluşturma ve zekâ özelliklerini sağlayabilen dijital sinyal işlemcilerini (DSP) kontrol çekirdeği olarak kullanmaktadır. Güç cihazları genellikle akıllı güç modülleri (IPM) ile tasarlanmış sürücü devrelerini çekirdek olarak kullanır. IPM, sürücü devresini entegre eder ve aşırı gerilim, aşırı akım, aşırı ısınma ve düşük gerilim gibi arıza tespit ve koruma devrelerine sahiptir. Ayrıca, sürücü üzerindeki başlatma işleminin etkisini azaltmak için ana devreye yazılım da eklenir. Güç sürücü ünitesi, giriş üç fazlı gücü veya şebeke gücünü önce üç fazlı tam köprü doğrultucu devresi aracılığıyla doğrultarak karşılık gelen doğru akımı elde eder. Doğrultulmuş üç fazlı güç veya şebeke gücü daha sonra üç fazlı sinüzoidal PWM voltaj invertörü tarafından frekansa dönüştürülerek üç fazlı kalıcı mıknatıslı senkron AC servo motoru çalıştırır. Güç sürücü ünitesinin tüm süreci basitçe AC-DC-AC süreci olarak tanımlanabilir. Doğrultucu ünitesinin (AC-DC) ana topolojik devresi, üç fazlı tam köprü kontrolsüz bir doğrultucu devresidir.
Harmonik redüktörün detaylı görünümü Japon Nabtesco şirketinin 1980'lerin başında RV tasarımını önermesinden 1986'da RV redüktör araştırmalarında önemli bir atılım gerçekleştirmesine kadar 6-7 yıl geçti; Çin'de ilk sonuçları elde eden Nantong Zhenkang ve Hengfengtai de 6-8 yıl zaman harcadı. Bu, yerel işletmelerimizin hiçbir fırsatı olmadığı anlamına mı geliyor? İyi haber şu ki, birkaç yıllık çalışmanın ardından Çinli şirketler nihayet bazı atılımlar gerçekleştirdi.
*Makale internetten alınmıştır, telif hakkı ihlali durumunda silinmesi için lütfen bizimle iletişime geçin.
Yayın tarihi: 15 Eylül 2023
