工业机器人的伺服系统是其关键组成部分,对于提高机器人的性能和精确度至关重要。
一、工业机器人伺服系统的组成
1、控制器:通常是计算机或PID(比例、积分和微分)控制电路,其主要任务是对比较元件输出的偏差信号进行变换处理,以控制执行元件按要求动作。
2、被控对象:指被控制的物件,例如一个机械手臂或是一个机械工作平台。
3、执行环节:其作用是按控制信号的要求,将输入的各种形式的能量转化成机械能,驱动被控对象工作,在机电一体化系统中,执行元件一般指各种电机或液压、气动伺服机构等。
4、检测环节:能够对输出进行测量并转换成比较环节所需要的量纲的装置,一般包括传感器和转换电路。
5、比较环节:将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较,以获得输出与输入间的偏差信号的环节,通常由专门的电路或计算机来实现。
二、调试方法
1、初始化参数设置:
设定控制方式:在控制卡上选择合适的控制模式,并将PID参数清零;让控制卡上电时默认使能信号关闭,并将此状态保存,确保控制卡再次上电时即为此状态。
配置电机参数:在电机上设置控制方式,设置为使能由外部控制;设定编码器信号输出的齿轮比;设置控制信号与电机转速的比例关系。
2、接线检查:
- 确保控制卡断电后,连接控制卡与伺服之间的信号线,包括控制卡的模拟量输出线、使能信号线、伺服输出的编码器信号线等。
- 复查接线无误后,分别给电机和控制卡(以及PC)上电,此时电机应该不动,并且可以用外力轻松转动,如果电机不能轻松转动,检查使能信号的设置与接线。
3、试方向:
- 通过控制卡打开伺服的使能信号,让电机以较低的速度转动,检查电机的转速和方向是否可以通过这个指令(参数)控制,如果方向不一致,可以修改控制卡或电机上的参数,使其一致。
4、抑制零漂:
- 使用控制卡或伺服上抑制零飘的参数,仔细调整,使电机的转速趋近于零,由于零漂本身也有一定的随机性,所以不必要求电机转速绝对为零。
5、建立闭环控制:
- 再次通过控制卡将伺服使能信号放开,在控制卡上输入一个较小的比例增益,然后将控制卡和伺服的使能信号打开,此时电机应能按照运动指令大致做出动作。
6、调整闭环参数:
- 细调控制参数,确保工业机器人电机按照控制卡的指令运动,这需要经验的积累来优化参数。
工业机器人伺服系统由控制器、被控对象、执行环节、检测环节和比较环节组成,其性能直接影响机器人的精度和效率,调试过程中需依次完成初始化参数设置、接线检查、试方向、抑制零漂、建立闭环控制及调整闭环参数等步骤,以确保伺服系统稳定高效运行。