مقدمة للمعرفة الروبوت الصناعي

روبوت صناعيs تُستخدم على نطاق واسع في التصنيع الصناعي، مثل تصنيع السيارات والأجهزة الكهربائية والمواد الغذائية وما إلى ذلك. ويمكن أن تحل محل العمليات الميكانيكية المتكررة وهي آلات تعتمد على قدراتها الخاصة في الطاقة والتحكم لتحقيق وظائف مختلفة. يمكنها تحمل الأوامر البشرية ويمكنها أيضًا العمل وفقًا لبرامج مبرمجة مسبقًا. الآن نتحدث عن المكونات الرئيسية الأساسية لروبوت صناعيs.

1.الموضوع

الآلية الرئيسية هي قاعدة الآلة وآلية التشغيل، بما في ذلك الذراع الكبيرة والساعد والمعصم واليد، والتي تشكل نظامًا ميكانيكيًا متعدد درجات الحرية. تمتلك بعض الروبوتات أيضًا آليات للمشي.روبوت صناعيsلديهم 6 درجات من الحرية أو أكثر. يتمتع المعصم عمومًا بحرية الحركة من 1 إلى 3 درجات.

2. نظام القيادة

نظام القيادةروبوت صناعيsوتنقسم إلى ثلاث فئات وفقا لمصدر الطاقة: الهيدروليكية والهوائية والكهربائية. يمكن أيضًا دمج هذه الأنواع الثلاثة في نظام قيادة مركب بناءً على المتطلبات. أو يتم قيادتها بشكل غير مباشر من خلال آليات النقل الميكانيكية مثل الأحزمة المتزامنة وقطارات التروس والتروس. يحتوي نظام القيادة على جهاز طاقة وآلية نقل يتم استخدامهما لتنفيذ الإجراءات المقابلة للآلية. كل من هذه الأنواع الثلاثة من أنظمة القيادة الأساسية لها خصائصها الخاصة. الاتجاه السائد الحالي هو نظام القيادة الكهربائية. نظرًا لانخفاض القصور الذاتي، يتم استخدام المحركات المؤازرة ذات عزم الدوران الكبير AC وDC ومحركات المؤازرة الداعمة لها (محولات تردد التيار المتردد، ومعدلات عرض نبض التيار المستمر) على نطاق واسع. لا يتطلب هذا النوع من الأنظمة تحويل الطاقة، وهو سهل الاستخدام، وله تحكم حساس. تتطلب معظم المحركات آلية نقل دقيقة: المخفض. تستخدم أسنانها محول سرعة التروس لتقليل عدد الدورات العكسية للمحرك إلى العدد المطلوب من الدورات العكسية والحصول على جهاز عزم دوران أكبر، وبالتالي تقليل السرعة وزيادة عزم الدوران. عندما يكون الحمل كبيرًا، يتم زيادة المحرك المؤازر بشكل أعمى، وتكون الطاقة فعالة جدًا من حيث التكلفة، ويمكن زيادة عزم الدوران الناتج من خلال مخفض ضمن نطاق سرعة مناسب. تكون المحركات المؤازرة عرضة للحرارة والاهتزازات منخفضة التردد عند التشغيل بترددات منخفضة. العمل طويل الأمد والمتكرر لا يساعد على ضمان التشغيل الدقيق والموثوق. إن وجود محرك تخفيض الدقة يسمح للمحرك المؤازر بالعمل بسرعة مناسبة، مما يعزز صلابة جسم الآلة وينتج عزم دوران أكبر. هناك نوعان من المخفضات السائدة اليوم: المخفض التوافقي ومخفض RV.

3. نظام التحكم

النظام التحكم بالروبوتهو عقل الروبوت والعامل الرئيسي الذي يحدد وظائف ووظائف الروبوت. يقوم نظام التحكم بإرسال إشارات الأمر إلى نظام القيادة وآلية التنفيذ حسب برنامج الإدخال، والتحكم بها. المهمة الرئيسية لروبوت صناعي تكنولوجيا التحكم هي التحكم في نطاق الأنشطة والوضعية والمسار ووقت العملروبوت صناعيفي مساحة العمل. إنه يتميز بخصائص البرمجة البسيطة وتشغيل قائمة البرامج وواجهة التفاعل الودية بين الإنسان والحاسوب ومطالبات التشغيل عبر الإنترنت والاستخدام المريح. نظام التحكم هو جوهر الروبوت، والشركات الأجنبية ذات الصلة قريبة جدًا من تجاربنا. في السنوات الأخيرة، مع تطور تكنولوجيا الإلكترونيات الدقيقة، أصبح أداء المعالجات الدقيقة أعلى وأعلى، وأصبح السعر أرخص وأرخص. الآن ظهرت في السوق معالجات دقيقة 32 بت تكلف 1-2 دولار أمريكي. أتاحت المعالجات الدقيقة الفعالة من حيث التكلفة فرص تطوير جديدة لوحدات التحكم الروبوتية، مما جعل من الممكن تطوير وحدات تحكم روبوتية منخفضة التكلفة وعالية الأداء. من أجل جعل النظام يتمتع بقدرات حوسبة وتخزين كافية، تتكون وحدات التحكم الروبوتية الآن في الغالب من سلسلة ARM القوية وسلسلة DSP وسلسلة POWERPC وسلسلة Intel وشرائح أخرى.   نظرًا لأن وظائف ووظائف الرقائق ذات الأغراض العامة الحالية لا يمكنها تلبية متطلبات بعض أنظمة الروبوت بشكل كامل من حيث السعر والوظيفة والتكامل والواجهات، فقد أدى ذلك إلى زيادة الطلب على تقنية SoC (النظام على الشريحة) في أنظمة الروبوت. تم دمج المعالج مع الواجهات المطلوبة، والتي يمكنها تبسيط تصميم الدوائر الطرفية للنظام، وتقليل حجم النظام، وتقليل التكاليف. على سبيل المثال، تقوم شركة Actel بدمج نوى معالج NEOS أو ARM7 في منتجات FPGA الخاصة بها لتشكيل نظام SoC كامل. فيما يتعلق بوحدات التحكم في تكنولوجيا الروبوتات، تتركز أبحاثها بشكل أساسي في الولايات المتحدة واليابان، وهناك منتجات ناضجة، مثل شركة DELTATAU الأمريكية، وشركة Pengli Co., Ltd. اليابانية، وما إلى ذلك. وتتخذ وحدة التحكم في الحركة الخاصة بها تقنية DSP كتقنية لها. الأساسية ويعتمد هيكل مفتوح القائم على الكمبيوتر. 4. المستجيب النهائي المستجيب النهائي هو مكون متصل بالمفصل الأخير للمعالج. يتم استخدامه بشكل عام للاستيلاء على الأشياء والتواصل مع الآليات الأخرى وتنفيذ المهام المطلوبة. بشكل عام، لا يقوم مصنعو الروبوتات بتصميم أو بيع المؤثرات النهائية؛ في معظم الحالات، فإنها توفر فقط قابضًا بسيطًا. عادةً ما يتم تثبيت المستجيب النهائي على شفة الروبوت ذات 6 محاور لإكمال المهام في بيئة معينة، مثل اللحام والطلاء واللصق وتحميل وتفريغ الأجزاء، وهي مهام تتطلب من الروبوتات إكمالها.

نظرة عامة على المحركات المؤازرة برنامج التشغيل المؤازر، المعروف أيضًا باسم "وحدة التحكم المؤازرة" و"مضخم المؤازرة"، هو وحدة تحكم تستخدم للتحكم في المحركات المؤازرة. وظيفته مشابهة لوظيفة محول التردد في محركات التيار المتردد العادية، وهو جزء من نظام المؤازرة. بشكل عام، يتم التحكم في محرك سيرفو من خلال ثلاث طرق: الموضع والسرعة وعزم الدوران لتحقيق تحديد موضع عالي الدقة لنظام النقل.

1. تصنيف المحركات المؤازرة وهي مقسمة إلى فئتين: محركات مؤازرة تعمل بالتيار المستمر والتيار المتردد.

تنقسم المحركات المؤازرة ذات التيار المتردد أيضًا إلى محركات مؤازرة غير متزامنة ومحركات مؤازرة متزامنة. في الوقت الحاضر، تحل أنظمة التيار المتردد محل أنظمة التيار المستمر تدريجيًا. بالمقارنة مع أنظمة التيار المستمر، تتمتع محركات سيرفو التيار المتردد بمزايا الموثوقية العالية، وتبديد الحرارة الجيد، ولحظة القصور الذاتي الصغيرة، والقدرة على العمل تحت ضغط مرتفع. نظرًا لعدم وجود فرش وتروس توجيه، يصبح نظام سيرفو التيار المتردد أيضًا نظامًا مؤازرًا بدون فرش، والمحركات المستخدمة فيه هي محركات غير متزامنة من النوع القفصي ومحركات متزامنة ذات مغناطيس دائم مع هيكل بدون فرش. 1) تنقسم المحركات المؤازرة DC إلى محركات مصقولة ومحركات بدون فرش

①تتميز المحركات المصقولة بتكلفة منخفضة، وبنية بسيطة، وعزم دوران كبير عند التشغيل، ونطاق سرعة واسع، وسهولة التحكم، وتتطلب صيانة، ولكن من السهل صيانتها (استبدال فرش الكربون)، وتنتج تداخلًا كهرومغناطيسيًا، ولها متطلبات على بيئة الاستخدام، وعادةً ما تستخدم في مراقبة التكاليف الأوضاع الصناعية والمدنية العامة الحساسة؛

②المحركات بدون فرش صغيرة الحجم وخفيفة الوزن، مع إنتاج كبير واستجابة سريعة. لديهم سرعة عالية وجمود صغير، وعزم دوران مستقر ودوران سلس. التحكم معقد وذكي. طريقة التخفيف الإلكترونية مرنة. يمكن تبديلها بموجة مربعة أو موجة جيبية. المحرك خالي من الصيانة وفعال. توفير الطاقة، والإشعاع الكهرومغناطيسي الصغير، وارتفاع درجة الحرارة المنخفضة، وعمر طويل، ومناسب لبيئات مختلفة.

2. خصائص الأنواع المختلفة للمحركات المؤازرة

1) مزايا وعيوب محرك سيرفو DC المزايا: التحكم الدقيق في السرعة، وعزم الدوران القوي للغاية وخصائص السرعة، ومبدأ التحكم البسيط، وسهل الاستخدام، والسعر الرخيص. العيوب: تخفيف الفرشاة، الحد الأقصى للسرعة، المقاومة الإضافية، توليد جزيئات التآكل (غير مناسبة للبيئات الخالية من الغبار والمتفجرة)

2) مزايا وعيوب محرك سيرفو يعمل بالتيار المتردد المزايا: خصائص جيدة للتحكم في السرعة، تحكم سلس في نطاق السرعة بالكامل، عدم وجود تذبذب تقريبًا، كفاءة عالية تزيد عن 90%، توليد حرارة أقل، تحكم عالي السرعة، تحكم عالي الدقة في الموضع (اعتمادًا على دقة التشفير)، تصنيف منطقة التشغيل داخلها، يمكنها تحقيق عزم دوران ثابت، وقصور ذاتي منخفض، وضوضاء منخفضة، وعدم تآكل الفرشاة، ولا تحتاج إلى صيانة (مناسبة للبيئات الخالية من الغبار والمتفجرة). العيوب: التحكم أكثر تعقيدًا، ويجب تعديل معلمات برنامج التشغيل في الموقع وتحديد معلمات PID، كما يلزم المزيد من الاتصالات. حاليًا، تستخدم محركات الأقراص المؤازرة السائدة معالجات الإشارات الرقمية (DSP) باعتبارها قلب التحكم، والتي يمكنها تنفيذ خوارزميات تحكم معقدة نسبيًا وتحقيق الرقمنة والشبكات والذكاء. تستخدم أجهزة الطاقة بشكل عام دوائر محرك مصممة بوحدات طاقة ذكية (IPM) باعتبارها النواة. يدمج IPM دائرة القيادة ويحتوي على دوائر للكشف عن الأخطاء والحماية مثل الجهد الزائد والتيار الزائد والسخونة الزائدة وانخفاض الجهد. تتم إضافة البرنامج أيضًا إلى الدائرة الرئيسية. دائرة البدء لتقليل تأثير عملية بدء التشغيل على السائق. تقوم وحدة محرك الطاقة أولاً بتصحيح مدخلات الطاقة ثلاثية الطور أو الطاقة الرئيسية من خلال دائرة مقوم الجسر الكامل ثلاثية الطور للحصول على التيار المباشر المقابل. يتم بعد ذلك تحويل الطاقة أو الطاقة الرئيسية المصححة ثلاثية الطور إلى تردد بواسطة عاكس جهد PWM جيبي ثلاثي الطور لتشغيل محرك سيرفو AC متزامن بمغناطيس دائم ثلاثي الطور. يمكن ببساطة القول أن العملية الكاملة لوحدة محرك الطاقة هي عملية AC-DC-AC. الدائرة الطوبولوجية الرئيسية لوحدة المقوم (AC-DC) عبارة عن دائرة مقوم غير قابلة للتحكم ذات جسر كامل ثلاثية الطور.

عرض انفجر للمخفض التوافقي لقد استغرقت شركة Nabtesco اليابانية من 6 إلى 7 سنوات من اقتراح تصميم المركبات الترفيهية في أوائل الثمانينيات إلى تحقيق تقدم كبير في أبحاث مخفضات المركبات الترفيهية في عام 1986؛ كما قضى كل من Nantong Zhenkang وHengfengtai، وهما أول من حقق نتائج في الصين، بعض الوقت. 6-8 سنوات. هل يعني ذلك أن مؤسساتنا المحلية ليس لديها فرص؟ والخبر السار هو أنه بعد عدة سنوات من النشر، حققت الشركات الصينية أخيرا بعض الإنجازات.

*المقال منقول من الإنترنت، يرجى الاتصال بنا لحذف المخالفة.