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威海步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器:步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)在機(jī)器人中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2021-01-09 03:30:32
工業(yè)生產(chǎn)機(jī)器人是朝向工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)的多骨節(jié)機(jī)械臂或多可玩性的設(shè)備裝置,它能全自動(dòng)進(jìn)行工作,是靠本身驅(qū)動(dòng)力和控制力來(lái)完成各種各樣作用的一種設(shè)備。
一、機(jī)威海步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器器人驅(qū)動(dòng)裝置
定義:要使機(jī)器人運(yùn)作起來(lái), 需給每個(gè)骨節(jié)即每一個(gè)健身運(yùn)動(dòng)可玩性安裝傳動(dòng)裝置。
功效:出示機(jī)器人各位置、各骨節(jié)姿勢(shì)的源動(dòng)力。
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)軟件:能夠 是液壓機(jī)傳動(dòng)、氣動(dòng)式傳動(dòng)、電動(dòng)式傳動(dòng), 或是把他們?nèi)诤掀饋?lái)運(yùn)用的綜合性系統(tǒng)軟件; 能夠 是立即驅(qū)動(dòng)或是是根據(jù)同步皮帶、傳動(dòng)鏈條、輪系、諧波齒輪等機(jī)械設(shè)備傳動(dòng)機(jī)構(gòu)開(kāi)展間接性驅(qū)動(dòng)。
1、電動(dòng)式驅(qū)動(dòng)
優(yōu)勢(shì):電動(dòng)式驅(qū)動(dòng)裝置的電力能源簡(jiǎn)易,速率轉(zhuǎn)變范疇大,高效率,速率和部位精度都很高。
缺陷:但他們多與降速裝置聯(lián)接,立即驅(qū)動(dòng)較為艱難。
剖析:電動(dòng)式驅(qū)動(dòng)裝置又可分成直流(DC)、溝通交流(AC)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。直流伺服電機(jī)炭刷易損壞,且易產(chǎn)生火苗。無(wú)刷直流電機(jī)也獲得了愈來(lái)愈普遍的運(yùn)用。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)多見(jiàn)開(kāi)環(huán)控制,操縱簡(jiǎn)易但輸出功率并不大,多用以低精度小輸出功率機(jī)器人系統(tǒng)軟件。
2、液壓機(jī)驅(qū)動(dòng)
優(yōu)勢(shì):根據(jù)高精度的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和活塞桿來(lái)進(jìn)行,根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和液壓缸相對(duì)速度完成勻速直線運(yùn)動(dòng)。輸出功率大,可省掉降速裝置立即與被驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件相接,結(jié)構(gòu)緊湊,彎曲剛度好,回應(yīng)快,伺服驅(qū)動(dòng)具備較高的精度。
缺陷:必須加設(shè)液壓機(jī)源,易造成液體泄露,不宜高、超低溫場(chǎng)所,故液壓機(jī)驅(qū)動(dòng)現(xiàn)階段多用以特功率大的的機(jī)器人系統(tǒng)軟件。
剖析:挑選合適的齒輪油。避免 固態(tài)殘?jiān)鼭B入液壓傳動(dòng)系統(tǒng),避免 氣體和水侵入液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。機(jī)械設(shè)備工作要溫和平穩(wěn)機(jī)械設(shè)備工作應(yīng)防止粗魯,不然必定造成沖擊性負(fù)載,使設(shè)備故障高發(fā),大大縮短使用期。要留意汽蝕和溢流式噪音。
工作時(shí)要時(shí)刻留意液壓油泵和調(diào)速閥的響聲,假如液壓油泵出現(xiàn)汽蝕噪音,經(jīng)排氣管后不可以清除,應(yīng)查清緣故故障檢測(cè)后才可以應(yīng)用。維持適合的水溫,液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的操作溫度一般操縱在30~80℃中間為宜。
3、標(biāo)準(zhǔn)氣壓驅(qū)動(dòng)
優(yōu)勢(shì):標(biāo)準(zhǔn)氣壓驅(qū)動(dòng)的構(gòu)造簡(jiǎn)易,清理,姿勢(shì)靈巧,具備調(diào)節(jié)作用。
缺陷:但與液壓機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)比,功率較小,彎曲剛度差,噪聲大,速率不易控制,因此多用以精度不太高的定位點(diǎn)操縱機(jī)器人。
剖析:具備速度更快、體系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易,檢修便捷、價(jià)錢(qián)劣等特性。適合先在、小負(fù)載的機(jī)器人中選用。但因難以完成伺服操縱,多用以系統(tǒng)控制的機(jī)械設(shè)備人群中,如在上、開(kāi)料和沖壓模具機(jī)器人中運(yùn)用較多。
在大部分狀況下是用以完成倆位式的或比較有限定位點(diǎn)操縱的中、小機(jī)器人中的。操縱裝置現(xiàn)階段大部分采用可編程控制器(PLC控制器)。在易燃性、易燃易爆場(chǎng)所下可選用氣動(dòng)式邏輯性元器件構(gòu)成操縱裝置。
二、平行線傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
傳動(dòng)裝置是聯(lián)接動(dòng)力裝置和健身運(yùn)動(dòng)曲軸的重要一部分,依據(jù)骨節(jié)方式,常見(jiàn)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方式有平行線傳動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
平行線傳動(dòng)方法可用以直角坐標(biāo)系機(jī)器人的X、Y、Z向驅(qū)動(dòng),圓柱體座標(biāo)構(gòu)造的軸向驅(qū)動(dòng)和豎直升降機(jī)驅(qū)動(dòng),及其球坐標(biāo)構(gòu)造的軸向伸縮式驅(qū)動(dòng)。
勻速直線運(yùn)動(dòng)能夠 根據(jù)齒條、絲杠螺母等傳動(dòng)元器件將轉(zhuǎn)動(dòng)健身運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成勻速直線運(yùn)動(dòng),還可以有平行線驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng),還可以立即由汽缸或液壓油缸的活塞桿造成。
1、齒條裝置
一般齒輪齒條是固定不動(dòng)的,傳動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)健身運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成墊板的勻速直線運(yùn)動(dòng)。
優(yōu)勢(shì):構(gòu)造簡(jiǎn)易。
缺陷:回差很大。
2、滾珠絲桿
在滾珠絲杠和螺帽的螺旋式槽體置入鋼珠,并根據(jù)螺帽中的導(dǎo)向性槽使鋼珠能持續(xù)循環(huán)系統(tǒng)。
優(yōu)勢(shì):滑動(dòng)摩擦力小,傳動(dòng)高效率,無(wú)爬取,精度高
缺陷:制造成本高,構(gòu)造繁瑣。
鎖緊難題:理論上滾珠絲杠副還可以鎖緊,可是具體運(yùn)用上沒(méi)有應(yīng)用這一鎖緊的,緣故主要是:可信性很差,或生產(chǎn)成本很高;由于直徑與分度圓直徑比十分大,一般全是再加一套齒輪齒條這類(lèi)的鎖緊裝置。
三、轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
選用轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的目地:是將電機(jī)的驅(qū)動(dòng)源輸出的較高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化成較低轉(zhuǎn)速比,并得到很大的扭矩。機(jī)器人中運(yùn)用較多的轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有傳動(dòng)齒輪鏈、傳動(dòng)帶和諧波齒輪。
1、傳動(dòng)齒輪鏈
(1)轉(zhuǎn)速比關(guān)聯(lián)
(2)扭矩關(guān)聯(lián)
2、傳動(dòng)帶
同步皮帶是具備很多型齒的傳動(dòng)帶,它與一樣具備型齒的傳動(dòng)帶輪相齒合。工作中時(shí)等同于綿軟的傳動(dòng)齒輪。
優(yōu)勢(shì):無(wú)拖動(dòng),軟性好,價(jià)格低,反復(fù)精準(zhǔn)定位精度高。
缺陷:具備一定的彈性變形。
3、諧波齒輪
諧波齒輪由剛度傳動(dòng)齒輪、諧波電流產(chǎn)生器和軟性傳動(dòng)齒輪三個(gè)關(guān)鍵零件構(gòu)成,一般剛度傳動(dòng)齒輪固定不動(dòng),諧波電流產(chǎn)生器驅(qū)動(dòng)軟性傳動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
主要特點(diǎn):
(1)、傳動(dòng)比大,單極為50-300。
(2)、傳動(dòng)穩(wěn)定,承載力高。
(3)、傳動(dòng)高效率,達(dá)到70%-90%。
(4)、傳動(dòng)精度高,比一般傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)高3-4倍。
(5)、回差小,可低于3
一、機(jī)威海步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器器人驅(qū)動(dòng)裝置
定義:要使機(jī)器人運(yùn)作起來(lái), 需給每個(gè)骨節(jié)即每一個(gè)健身運(yùn)動(dòng)可玩性安裝傳動(dòng)裝置。
功效:出示機(jī)器人各位置、各骨節(jié)姿勢(shì)的源動(dòng)力。
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)軟件:能夠 是液壓機(jī)傳動(dòng)、氣動(dòng)式傳動(dòng)、電動(dòng)式傳動(dòng), 或是把他們?nèi)诤掀饋?lái)運(yùn)用的綜合性系統(tǒng)軟件; 能夠 是立即驅(qū)動(dòng)或是是根據(jù)同步皮帶、傳動(dòng)鏈條、輪系、諧波齒輪等機(jī)械設(shè)備傳動(dòng)機(jī)構(gòu)開(kāi)展間接性驅(qū)動(dòng)。
1、電動(dòng)式驅(qū)動(dòng)
優(yōu)勢(shì):電動(dòng)式驅(qū)動(dòng)裝置的電力能源簡(jiǎn)易,速率轉(zhuǎn)變范疇大,高效率,速率和部位精度都很高。
缺陷:但他們多與降速裝置聯(lián)接,立即驅(qū)動(dòng)較為艱難。
剖析:電動(dòng)式驅(qū)動(dòng)裝置又可分成直流(DC)、溝通交流(AC)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。直流伺服電機(jī)炭刷易損壞,且易產(chǎn)生火苗。無(wú)刷直流電機(jī)也獲得了愈來(lái)愈普遍的運(yùn)用。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)多見(jiàn)開(kāi)環(huán)控制,操縱簡(jiǎn)易但輸出功率并不大,多用以低精度小輸出功率機(jī)器人系統(tǒng)軟件。
2、液壓機(jī)驅(qū)動(dòng)
優(yōu)勢(shì):根據(jù)高精度的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和活塞桿來(lái)進(jìn)行,根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和液壓缸相對(duì)速度完成勻速直線運(yùn)動(dòng)。輸出功率大,可省掉降速裝置立即與被驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件相接,結(jié)構(gòu)緊湊,彎曲剛度好,回應(yīng)快,伺服驅(qū)動(dòng)具備較高的精度。
缺陷:必須加設(shè)液壓機(jī)源,易造成液體泄露,不宜高、超低溫場(chǎng)所,故液壓機(jī)驅(qū)動(dòng)現(xiàn)階段多用以特功率大的的機(jī)器人系統(tǒng)軟件。
剖析:挑選合適的齒輪油。避免 固態(tài)殘?jiān)鼭B入液壓傳動(dòng)系統(tǒng),避免 氣體和水侵入液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。機(jī)械設(shè)備工作要溫和平穩(wěn)機(jī)械設(shè)備工作應(yīng)防止粗魯,不然必定造成沖擊性負(fù)載,使設(shè)備故障高發(fā),大大縮短使用期。要留意汽蝕和溢流式噪音。
工作時(shí)要時(shí)刻留意液壓油泵和調(diào)速閥的響聲,假如液壓油泵出現(xiàn)汽蝕噪音,經(jīng)排氣管后不可以清除,應(yīng)查清緣故故障檢測(cè)后才可以應(yīng)用。維持適合的水溫,液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的操作溫度一般操縱在30~80℃中間為宜。
3、標(biāo)準(zhǔn)氣壓驅(qū)動(dòng)
優(yōu)勢(shì):標(biāo)準(zhǔn)氣壓驅(qū)動(dòng)的構(gòu)造簡(jiǎn)易,清理,姿勢(shì)靈巧,具備調(diào)節(jié)作用。
缺陷:但與液壓機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)比,功率較小,彎曲剛度差,噪聲大,速率不易控制,因此多用以精度不太高的定位點(diǎn)操縱機(jī)器人。
剖析:具備速度更快、體系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易,檢修便捷、價(jià)錢(qián)劣等特性。適合先在、小負(fù)載的機(jī)器人中選用。但因難以完成伺服操縱,多用以系統(tǒng)控制的機(jī)械設(shè)備人群中,如在上、開(kāi)料和沖壓模具機(jī)器人中運(yùn)用較多。
在大部分狀況下是用以完成倆位式的或比較有限定位點(diǎn)操縱的中、小機(jī)器人中的。操縱裝置現(xiàn)階段大部分采用可編程控制器(PLC控制器)。在易燃性、易燃易爆場(chǎng)所下可選用氣動(dòng)式邏輯性元器件構(gòu)成操縱裝置。
二、平行線傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
傳動(dòng)裝置是聯(lián)接動(dòng)力裝置和健身運(yùn)動(dòng)曲軸的重要一部分,依據(jù)骨節(jié)方式,常見(jiàn)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方式有平行線傳動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
平行線傳動(dòng)方法可用以直角坐標(biāo)系機(jī)器人的X、Y、Z向驅(qū)動(dòng),圓柱體座標(biāo)構(gòu)造的軸向驅(qū)動(dòng)和豎直升降機(jī)驅(qū)動(dòng),及其球坐標(biāo)構(gòu)造的軸向伸縮式驅(qū)動(dòng)。
勻速直線運(yùn)動(dòng)能夠 根據(jù)齒條、絲杠螺母等傳動(dòng)元器件將轉(zhuǎn)動(dòng)健身運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成勻速直線運(yùn)動(dòng),還可以有平行線驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng),還可以立即由汽缸或液壓油缸的活塞桿造成。
1、齒條裝置
一般齒輪齒條是固定不動(dòng)的,傳動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)健身運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成墊板的勻速直線運(yùn)動(dòng)。
優(yōu)勢(shì):構(gòu)造簡(jiǎn)易。
缺陷:回差很大。
2、滾珠絲桿
在滾珠絲杠和螺帽的螺旋式槽體置入鋼珠,并根據(jù)螺帽中的導(dǎo)向性槽使鋼珠能持續(xù)循環(huán)系統(tǒng)。
優(yōu)勢(shì):滑動(dòng)摩擦力小,傳動(dòng)高效率,無(wú)爬取,精度高
缺陷:制造成本高,構(gòu)造繁瑣。
鎖緊難題:理論上滾珠絲杠副還可以鎖緊,可是具體運(yùn)用上沒(méi)有應(yīng)用這一鎖緊的,緣故主要是:可信性很差,或生產(chǎn)成本很高;由于直徑與分度圓直徑比十分大,一般全是再加一套齒輪齒條這類(lèi)的鎖緊裝置。
三、轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
選用轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的目地:是將電機(jī)的驅(qū)動(dòng)源輸出的較高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化成較低轉(zhuǎn)速比,并得到很大的扭矩。機(jī)器人中運(yùn)用較多的轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有傳動(dòng)齒輪鏈、傳動(dòng)帶和諧波齒輪。
1、傳動(dòng)齒輪鏈
(1)轉(zhuǎn)速比關(guān)聯(lián)
(2)扭矩關(guān)聯(lián)
2、傳動(dòng)帶
同步皮帶是具備很多型齒的傳動(dòng)帶,它與一樣具備型齒的傳動(dòng)帶輪相齒合。工作中時(shí)等同于綿軟的傳動(dòng)齒輪。
優(yōu)勢(shì):無(wú)拖動(dòng),軟性好,價(jià)格低,反復(fù)精準(zhǔn)定位精度高。
缺陷:具備一定的彈性變形。
3、諧波齒輪
諧波齒輪由剛度傳動(dòng)齒輪、諧波電流產(chǎn)生器和軟性傳動(dòng)齒輪三個(gè)關(guān)鍵零件構(gòu)成,一般剛度傳動(dòng)齒輪固定不動(dòng),諧波電流產(chǎn)生器驅(qū)動(dòng)軟性傳動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
主要特點(diǎn):
(1)、傳動(dòng)比大,單極為50-300。
(2)、傳動(dòng)穩(wěn)定,承載力高。
(3)、傳動(dòng)高效率,達(dá)到70%-90%。
(4)、傳動(dòng)精度高,比一般傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)高3-4倍。
(5)、回差小,可低于3