工业机器人的控制与驱动系统是其正常运行的关键,以下是对这两部分工作方式及关键部件的介绍:
工作原理
控制系统工作原理:
- 机器人控制系统主要负责规划机器人的运动方式、发布和传递动作指令,控制机器人的运动位置、姿态、轨迹和操作顺序等,它类似于机器人的“大脑”,通过硬件和软件的协同工作来实现对机器人的精准控制。
- 硬件部分包括工业控制板卡等设备,而软件部分则包含控制算法、二次开发等内容,控制器根据预设的程序和指令,以及从传感器等反馈的信息,计算出机器人各关节的动作指令,并将其发送给驱动系统。
驱动系统工作原理:
- 驱动系统是机器人执行动作的动力来源,它将控制系统传来的动作指令转化为机械运动,使机器人能够完成各种任务,常见的驱动方式有液压驱动、气压驱动和电动驱动等。
液压驱动:通过高精度的缸体和活塞来完成,具有功率大、响应快等优点,但需要增设液压源,易产生液体泄漏,常用于特大功率的机器人系统。
气压驱动:以压缩空气为动力源,具有速度快、系统结构简单、维修方便、价格低等特点,但功率较小、刚度差、噪音大,多用于精度不高的点位控制机器人。
电动驱动:是目前应用最广泛的驱动方式,由伺服电机和伺服驱动器组成,伺服驱动器将控制系统的指令转化为电压信号或电流信号,驱动伺服电机转动,进而带动机器人的关节运动,电动驱动具有能源简单、速度变化范围大、效率高、速度和位置精度高等优点。
关键部件
控制系统关键部件:
控制器:作为机器人的核心控制单元,负责整个系统的指挥和调度,它接收来自操作人员的指令或预编程的任务,将其转化为具体的运动指令和控制信号,协调机器人各部分的动作,确保机器人按照预定的路径和方式进行运动。
传感器:是机器人获取外部环境信息的重要设备,对于实现高精度的控制和适应复杂环境至关重要。
驱动系统关键部件:
伺服电机:是一种能够精确控制旋转角度和速度的电机,通过接收控制系统传来的电信号,将其转换为机械运动,实现机器人关节的精确转动,其具有高精度、高可靠性和良好的动态性能,能够满足工业机器人对运动精度和速度的要求。
减速器:在机器人驱动系统中起着匹配高速电机与低速负载的作用,将伺服电机输出的高转速、低转矩动力转化为适合机器人关节运动的低转速、高转矩动力,常见的减速器有谐波减速器和RV减速器等,它们的传动精度高、传动效率高、承载能力强,是保证机器人运动精度和负载能力的关键部件。