სამრეწველო რობოტების ცოდნის შესავალი

სამრეწველო რობოტიs ფართოდ გამოიყენება სამრეწველო წარმოებაში, როგორიცაა საავტომობილო წარმოება, ელექტრო ტექნიკა, საკვები და ა.შ. მათ შეუძლიათ შეცვალონ განმეორებითი მექანიკური ოპერაციები და არიან მანქანები, რომლებიც ეყრდნობიან საკუთარ ძალასა და კონტროლის შესაძლებლობებს სხვადასხვა ფუნქციების მისაღწევად. მას შეუძლია გაუძლოს ადამიანის ბრძანებას და ასევე შეუძლია იმუშაოს წინასწარ დაპროგრამებული პროგრამების მიხედვით. ახლა ჩვენ ვსაუბრობთ ძირითადი ძირითადი კომპონენტების შესახებსამრეწველო რობოტიs.

1.საგანი

მთავარი მანქანა არის მანქანის საფუძველი და მოქმედი მექანიზმი, მათ შორის დიდი მკლავი, წინამხარი, მაჯა და ხელი, რომლებიც ქმნიან თავისუფლების მრავალხარისხიან მექანიკურ სისტემას. ზოგიერთ რობოტს აქვს სიარული მექანიზმებიც.სამრეწველო რობოტიsაქვს თავისუფლების 6 გრადუსი ან მეტიც. მაჯას ზოგადად აქვს 1-დან 3 გრადუსამდე მოძრაობის თავისუფლება.

2. წამყვანი სისტემა

მამოძრავებელი სისტემასამრეწველო რობოტიsენერგიის წყაროს მიხედვით იყოფა სამ კატეგორიად: ჰიდრავლიკური, პნევმატური და ელექტრო. ეს სამი ტიპი ასევე შეიძლება გაერთიანდეს კომპოზიტურ წამყვანი სისტემაში, მოთხოვნების მიხედვით. ან ირიბად მოძრაობს მექანიკური გადაცემის მექანიზმების მეშვეობით, როგორიცაა სინქრონული ქამრები, გადაცემათა მატარებლები და გადაცემათა კოლოფი. ამძრავ სისტემას აქვს დენის მოწყობილობა და გადაცემის მექანიზმი, რომლებიც გამოიყენება მექანიზმის შესაბამისი მოქმედებების განსახორციელებლად. ამ სამი ტიპის ძირითადი წამყვანი სისტემებიდან თითოეულს აქვს საკუთარი მახასიათებლები. მიმდინარე ძირითადი არის ელექტრული წამყვანი სისტემა. დაბალი ინერციის გამო, ფართოდ გამოიყენება დიდი ბრუნვის AC და DC სერვოძრავები და მათი დამხმარე სერვო დისკები (AC სიხშირის გადამყვანები, DC პულსის სიგანის მოდულატორები). ამ ტიპის სისტემა არ საჭიროებს ენერგიის გარდაქმნას, მარტივი გამოსაყენებელია და აქვს მგრძნობიარე კონტროლი. ძრავების უმეტესობას სჭირდება გადაცემის დელიკატური მექანიზმი: რედუქტორი. მისი კბილები იყენებენ გადაცემათა სიჩქარის გადამყვანს, რათა შეამცირონ ძრავის საპირისპირო ბრუნვის რაოდენობა საპირისპირო ბრუნვის საჭირო რაოდენობამდე და მიიღონ უფრო დიდი ბრუნვის მოწყობილობა, რითაც მცირდება სიჩქარე და გაზრდის ბრუნვას. როდესაც დატვირთვა დიდია, სერვო ძრავა ბრმად იზრდება. სიმძლავრე ძალიან ეკონომიურია და გამომავალი ბრუნვის მომენტი შეიძლება გაიზარდოს რედუქტორის მეშვეობით სიჩქარის შესაფერის დიაპაზონში. დაბალ სიხშირეებზე მუშაობისას სერვო ძრავები მიდრეკილია სითბოს და დაბალი სიხშირის ვიბრაციისკენ. გრძელვადიანი და განმეორებითი სამუშაო არ არის ხელსაყრელი ზუსტი და საიმედო მუშაობის უზრუნველსაყოფად. ზუსტი შემცირების ძრავის არსებობა საშუალებას აძლევს სერვო ძრავს იმუშაოს შესაფერისი სიჩქარით, აძლიერებს მანქანის კორპუსის სიმტკიცეს და გამოყოფს უფრო მეტ ბრუნვას. დღეს არსებობს ორი ძირითადი რედუქტორი: ჰარმონიული რედუქტორი და RV რედუქტორი.

3.კონტროლის სისტემა

Theრობოტის მართვის სისტემაარის რობოტის ტვინი და მთავარი ფაქტორი, რომელიც განსაზღვრავს რობოტის ფუნქციებსა და ფუნქციებს. მართვის სისტემა აგზავნის ბრძანების სიგნალებს მამოძრავებელ სისტემას და შესრულების მექანიზმს შეყვანის პროგრამის მიხედვით და აკონტროლებს მათ. მთავარი ამოცანასამრეწველო რობოტი კონტროლის ტექნოლოგია არის აქტივობების დიაპაზონის, პოზისა და ტრაექტორიის და მოქმედების დროის კონტროლისამრეწველო რობოტიs სამუშაო სივრცეში. მას აქვს მარტივი პროგრამირების მახასიათებლები, პროგრამული მენიუს ფუნქციონირება, მეგობრული ადამიანისა და კომპიუტერის ურთიერთქმედების ინტერფეისი, ონლაინ ოპერაციული მითითებები და მოსახერხებელი გამოყენება. მაკონტროლებელი სისტემა არის რობოტის ბირთვი და შესაბამისი უცხოური კომპანიები მჭიდროდ არიან დახურულნი ჩვენი ექსპერიმენტებისთვის. ბოლო წლებში, მიკროელექტრონული ტექნოლოგიის განვითარებით, მიკროპროცესორების მუშაობა სულ უფრო და უფრო მაღლა დგას, ხოლო ფასი უფრო და უფრო იაფდება. ახლა ბაზარზე გამოჩნდა 1-2 აშშ დოლარის ღირებულების 32 ბიტიანი მიკროპროცესორები. ეკონომიურმა მიკროპროცესორებმა რობოტების კონტროლერებს განვითარების ახალი შესაძლებლობები მოუტანეს, რამაც შესაძლებელი გახადა დაბალი ფასის, მაღალი ხარისხის რობოტების კონტროლერების შემუშავება. იმისათვის, რომ სისტემას ჰქონდეს საკმარისი გამოთვლითი და შენახვის შესაძლებლობები, რობოტების კონტროლერები ახლა ძირითადად შედგება ძლიერი ARM სერიებისგან, DSP სერიებისგან, POWERPC სერიებისგან, Intel სერიებისგან და სხვა ჩიპებისგან.   ვინაიდან არსებული ზოგადი დანიშნულების ჩიპების ფუნქციები და ფუნქციები სრულად ვერ აკმაყოფილებს ზოგიერთი რობოტის სისტემის მოთხოვნებს ფასის, ფუნქციონირების, ინტეგრაციისა და ინტერფეისების თვალსაზრისით, ამან გამოიწვია SoC (System on Chip) ტექნოლოგიაზე მოთხოვნა რობოტ სისტემებში. პროცესორი ინტეგრირებულია საჭირო ინტერფეისებთან, რომლებსაც შეუძლიათ სისტემის პერიფერიული სქემების დიზაინის გამარტივება, სისტემის ზომის შემცირება და ხარჯების შემცირება. მაგალითად, Actel აერთიანებს NEOS ან ARM7 პროცესორის ბირთვებს თავის FPGA პროდუქტებში, რათა შექმნას სრული SoC სისტემა. რაც შეეხება რობოტის ტექნოლოგიების კონტროლერებს, მისი კვლევები ძირითადად კონცენტრირებულია შეერთებულ შტატებსა და იაპონიაში და არის მომწიფებული პროდუქტები, როგორიცაა ამერიკული DELTATAU Company, იაპონური Pengli Co., Ltd. და ა.შ. მისი მოძრაობის კონტროლერი იღებს DSP ტექნოლოგიას. ძირითადი და იღებს კომპიუტერზე დაფუძნებულ ღია სტრუქტურას. 4. ბოლო ეფექტორი ბოლო ეფექტორი არის კომპონენტი, რომელიც დაკავშირებულია მანიპულატორის ბოლო სახსართან. იგი ძირითადად გამოიყენება ობიექტების დასაჭერად, სხვა მექანიზმებთან დასაკავშირებლად და საჭირო დავალებების შესასრულებლად. რობოტების მწარმოებლები ზოგადად არ ქმნიან ან ყიდიან ბოლო ეფექტორებს; უმეტეს შემთხვევაში, ისინი უზრუნველყოფენ მხოლოდ მარტივ სამაგრს. ჩვეულებრივ, ბოლო ეფექტორი დამონტაჟებულია რობოტის 6 ღერძიან ფლანგზე, რათა დაასრულოს ამოცანები მოცემულ გარემოში, როგორიცაა შედუღება, შეღებვა, წებოვნება და ნაწილების ჩატვირთვა-გადმოტვირთვა, რომლებიც რობოტებს სჭირდებათ.

სერვო ძრავების მიმოხილვა სერვო დრაივერი, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც "სერვო კონტროლერი" და "სერვო გამაძლიერებელი", არის კონტროლერი, რომელიც გამოიყენება სერვო ძრავების გასაკონტროლებლად. მისი ფუნქცია ჰგავს სიხშირის გადამყვანს ჩვეულებრივ AC ძრავებზე და ის არის სერვო სისტემის ნაწილი. ზოგადად, სერვო ძრავა კონტროლდება სამი მეთოდით: პოზიციის, სიჩქარისა და ბრუნვის გადაცემის სისტემის მაღალი სიზუსტის პოზიციონირების მისაღწევად.

1. სერვოძრავების კლასიფიკაცია ის იყოფა ორ კატეგორიად: DC და AC სერვო ძრავები.

AC სერვო ძრავები შემდგომში იყოფა ასინქრონულ სერვო ძრავებად და სინქრონულ სერვო ძრავებად. ამჟამად, AC სისტემები თანდათან ცვლის DC სისტემებს. DC სისტემებთან შედარებით, AC სერვო ძრავებს აქვთ მაღალი საიმედოობის, კარგი სითბოს გაფრქვევის, ინერციის მცირე მომენტის უპირატესობა და მაღალი წნევის ქვეშ მუშაობის უნარი. იმის გამო, რომ არ არსებობს ჯაგრისები და საჭის მექანიზმები, AC სერვო სისტემა ასევე ხდება ჯაგრისების გარეშე სერვო სისტემა და მასში გამოყენებული ძრავები არის გალიის ტიპის ასინქრონული ძრავები და მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავები უფუჭ სტრუქტურით. 1) DC servo motors იყოფა brushed და brushless ძრავები

①ჯაგრისიან ძრავებს აქვთ დაბალი ღირებულება, მარტივი სტრუქტურა, დიდი საწყისი ბრუნვის მომენტი, სიჩქარის ფართო დიაპაზონი, მარტივი კონტროლი, საჭიროებს შენარჩუნებას, მაგრამ ადვილად შესანარჩუნებელია (ნახშირბადის ჯაგრისების შეცვლა), წარმოქმნის ელექტრომაგნიტურ ჩარევას, აქვს მოთხოვნები გამოყენების გარემოზე და ჩვეულებრივ გამოიყენება ხარჯების კონტროლი მგრძნობიარე ზოგადი ინდუსტრიული და სამოქალაქო სიტუაციები;

②ჯაგრისების ძრავები არის მცირე ზომის და მსუბუქი წონის, დიდი გამომუშავებით და სწრაფი რეაგირებით. მათ აქვთ მაღალი სიჩქარე და მცირე ინერცია, სტაბილური ბრუნვა და გლუვი ბრუნვა. კონტროლი რთული და ინტელექტუალურია. ელექტრონული კომუტაციის მეთოდი მოქნილია. მას შეუძლია კომუტაცია კვადრატული ან სინუსური ტალღით. ძრავა არის ტექნიკური და ეფექტური. ენერგიის დაზოგვა, მცირე ელექტრომაგნიტური გამოსხივება, დაბალი ტემპერატურის მატება და ხანგრძლივი სიცოცხლე, შესაფერისია სხვადასხვა გარემოში.

2. სხვადასხვა ტიპის სერვოძრავების მახასიათებლები

1) DC სერვოძრავის უპირატესობები და უარყოფითი მხარეები უპირატესობები: ზუსტი სიჩქარის კონტროლი, ძალიან მძიმე ბრუნვის და სიჩქარის მახასიათებლები, მარტივი კონტროლის პრინციპი, მარტივი გამოყენება და იაფი ფასი. ნაკლოვანებები: ფუნჯის შეცვლა, სიჩქარის ლიმიტი, დამატებითი წინააღმდეგობა, ცვეთის ნაწილაკების წარმოქმნა (არ არის შესაფერისი მტვრისგან თავისუფალი და ფეთქებადი გარემოსთვის)

2) AC სერვო ძრავის უპირატესობები და უარყოფითი მხარეები უპირატესობები: სიჩქარის კონტროლის კარგი მახასიათებლები, გლუვი კონტროლი მთელ სიჩქარის დიაპაზონში, თითქმის არანაირი რხევა, მაღალი ეფექტურობა 90%-ზე მეტი, ნაკლები სითბოს გამომუშავება, მაღალი სიჩქარის კონტროლი, მაღალი სიზუსტის პოზიციის კონტროლი (დამოკიდებულია შიფრატორის სიზუსტეზე), რეიტინგული საოპერაციო ზონა შიგნით, მას შეუძლია მიაღწიოს მუდმივ ბრუნვას, დაბალ ინერციას, დაბალ ხმაურს, ჯაგრისების ცვეთას და მოვლა-პატრონობას (შესაფერისია მტვრისგან თავისუფალი და ფეთქებადი გარემოსთვის). ნაკლოვანებები: კონტროლი უფრო რთულია, საჭიროა დრაივერის პარამეტრების დარეგულირება ადგილზე და PID პარამეტრების განსაზღვრა და მეტი კავშირია საჭირო. ამჟამად, ძირითადი სერვო დისკები იყენებენ ციფრული სიგნალის პროცესორებს (DSP), როგორც კონტროლის ბირთვს, რომელსაც შეუძლია განახორციელოს შედარებით რთული კონტროლის ალგორითმები და მიაღწიოს დიგიტალიზაციას, ქსელს და ინტელექტს. ენერგეტიკული მოწყობილობები ძირითადად იყენებენ წამყვანი სქემებს, რომლებიც შექმნილია ინტელექტუალური ენერგიის მოდულებით (IPM), როგორც ბირთვი. IPM აერთიანებს დისკის წრეს და აქვს ხარვეზების აღმოჩენისა და დაცვის სქემები, როგორიცაა გადაჭარბებული ძაბვა, ჭარბი დენი, გადახურება და დაბალი ძაბვა. პროგრამული უზრუნველყოფა ასევე ემატება მთავარ წრეს. დაიწყეთ წრე, რათა შეამციროთ გაშვების პროცესის გავლენა მძღოლზე. დენის ამძრავი ერთეული პირველად ასწორებს შეყვანის სამფაზიან სიმძლავრეს ან ქსელის სიმძლავრეს სამფაზიანი სრული ხიდის გამსწორებლის მიკროსქემის მეშვეობით შესაბამისი პირდაპირი დენის მისაღებად. გამოსწორებული სამფაზიანი სიმძლავრე ან ქსელის სიმძლავრე გარდაიქმნება სიხშირეზე სამფაზიანი სინუსოიდური PWM ძაბვის ინვერტორით, რათა მართოს სამფაზიანი მუდმივი მაგნიტის სინქრონული AC სერვოძრავა. სიმძლავრის ამძრავის მთლიანი პროცესი უბრალოდ შეიძლება ითქვას, რომ არის AC-DC-AC პროცესი. გამოსწორების ერთეულის (AC-DC) მთავარი ტოპოლოგიური წრე არის სამფაზიანი სრული ხიდის უკონტროლო გამოსწორების წრე.

ჰარმონიული რედუქტორის აფეთქებული ხედი იაპონურ ნაბტესკოს კომპანიას 6-7 წელი დასჭირდა 1980-იანი წლების დასაწყისში RV დიზაინის შეთავაზებიდან 1986 წელს RV რედუქტორების კვლევაში მნიშვნელოვანი გარღვევის მიღწევამდე; და ნანტონგ ჟენკანგმა და ჰენგფენტაიმ, რომლებმაც პირველებმა შედეგი გამოიტანეს ჩინეთში, ასევე გაატარეს დრო. 6-8 წელი. ნიშნავს თუ არა ეს იმას, რომ ჩვენს ადგილობრივ საწარმოებს არ აქვთ შესაძლებლობები? კარგი ამბავი ის არის, რომ რამდენიმე წლის განლაგების შემდეგ, ჩინურმა კომპანიებმა საბოლოოდ მიაღწიეს გარკვეულ გარღვევას.

*სტატია რეპროდუცირებულია ინტერნეტიდან, გთხოვთ დაგვიკავშირდეთ დარღვევის წაშლისთვის.