Сервоприводы в конструкции роботов

Часть 1

Часть 2

Как правило, у промышленных роботов несколько осей перемещения. Рассмотрим несколько примеров. В зависимости от того, какой работой занимается робот, у него могут быть разные требования к точности на разных осях. Точное перемещение по любой оси может обеспечить сервопривода.

При перемещении по осям Х и У удобно использовать режим задания положения внешними импульсами. Блок управления в сервоприводах SERVO-E дает возможность обрабатывать импульсы энкодера внешним контроллером и следить за перемещением. Если внешний источник импульсных сигналов генерирует их постоянно, двигатель можно остановить, используя функцию блокировки. Подав внешний сигнал, можно заблокировать обработку поступающих на сервоусилитель управляющих импульсов и остановить двигатель.

Так же можно использовать внутреннее задания положения, заранее рассчитав необходимую величину перемещения или значение целевой координаты, задав скорость на каждом отрезке перемещения, время разгона и торможения.

Рисунок 1

Приведем пример (перенос каких-либо деталей с одного места в другое).

Заданными параметрами перемещения являются:

Величина перемещения;
Скорость;
Время разгона;
Время торможения.

В примере по оси X осуществляется вращательное движение, по оси у поступательное (выдвижение / задвигание руки робота).



Скорость и перемещение

Ось х Ось у
1 Серводвигатель 1 осуществляет перемещение с заданными параметрами Серводвигатель 2 остановлен
2 Серводвигатель 1 остановлен Сервовигатель 2 совершает перемещение с заданными параметрами
3 Серводвигатель 1 остановлен Серводвигатель 2 остановлен (работу совершает рука робота)
4 Серводвигатель 1 остановлен Серводвигатель 2 совершает перемещение с заданными параметрами (возврат в исходную точку)
5 Серводвигатель 1 совершает перемещение с заданными параметрами Серводвигатель 2 остановлен
6 Серводвигатель 1 остановлен Серводвигатель 2 совершает перемещение с заданными параметрами
7 Серводвигатель 1 остановлен Серводвигатель 2 остановлен (работу совершает рука робота)
8 Серводвигатель 1 остановлен Серводвигатель 2 совершает перемещение с заданными параметрами (возврат в исходную точку)
9 Серводвигатель 1 совершает перемещение с заданными параметрами Серводвигатель 2 остановлен

Сервоприводы SERVO-E позволяют задавать способ отработки отрезков перемещения (однократно или циклически), условие осуществления смены шага (временная задержка, либо поступление внешнего сигнала ).

Рука робота также может требовать определенных условий и точности перемещения. Поэтому в конструкции руки робота также удобно использовать сервопривод. Например, рука робота совершает захват каких-либо хрупких деталей, которые требуют приложение определенного усилия. Если это усилие превышается, деталь может быть повреждена. В таких условиях удобно использовать аналоговое управление скоростью с функцией фиксации и применять ограничение момента, либо осуществлять аналоговое управление моментом с функцией ограничения скорости.

Режимы работы

Подобные режимы работы основаны на подаче аналогового сигнала для регулирования целевого параметра. Например, требуемая скорость перемещения регулируется аналоговым сигналом напряжения. Рука робота совершает работу с заданной скоростью, которая корректируется внешним регулятором. При захвате детали, по достижению установленного значения момента, блок управления сервоприводом выдаст сигнал индицирующий достижение целевого значения момента. Используя данный сигнал можно активировать функцию фиксации: двигатель вала останавливается и переходит в режим удержания положения (если в результате внешнего воздействия вал смещается, привод возвращает его в исходную точку). Таким образом, сервопривод позволяет качественно осуществить захват: деталь надежно зафиксирована, но не повреждается, так как приложенное усилие ограничено. Другой вариант управления – задать величину максимально разрешенного момента. В этом случае сервоусилитель контролирует выходной момент двигателя и удерживает его в рамках заданного значения.