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工業自動化控制系統服務商
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協助用戶實施成本控制,真實地為客戶創造價值;

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KERNTECH科恩電氣控制系統設計

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公司擁有獨立的電氣成套生產車間,按照標準進行電氣成套設計和生產,為客戶提供工業自動化控制系統成套服務。愿與廣大用戶真誠合作,同步提升,共創美好未來!好未來!
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通過近二十年來的技術積累,公司培養出一批自動化產品及控制系統設計和應用方面的專業化技術人才;

為您提供自動化專業技術支持, 協助客戶進行項目可行性探討以及控制系統方案前期規劃等;

作為Panasonic(松下電器) 指定授權維修中心,我們將竭誠為您提供專業的維修服務;

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提供工業自動化控制產品和專業技術;

完善的系統集成、產品開發、工程項目實施等技術能力;

擁有自動化產品及控制系統設計和應用方面的技術人才。

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擁有豐富經驗的專業技術團隊;

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英威騰伺服DA200在機械手上的應用

摘要: 本文主要介紹使用英威騰DA200高性能交流伺服系統的機械手控制方案具有控制精度高、系統穩定性高、用戶操作靈活的優點。

關鍵字: 英威騰DA200伺服、六軸機械手、定位精確、穩定性高

1. 前言

機械手是模仿人的手部動作,按給定程序、軌跡和要求實現自動抓取、搬運和操作的自動裝置。它特別是在高溫、高壓、多粉塵、易燃、易爆、放射性等惡劣環境中,以及笨重、單調、頻繁的操作中代替人作業,獲得日益廣泛的應用。

機械手的是工業機器人的一個重要分支。它的特點是可通過編程來完成各種預期的作業任務,在構造和性能上兼有人和機器各自的優點,尤其體現了人的智能和適應性。機械手能自動化定位控制并可重新編程序以變動的多功能機器,并有多個自由度,可用來搬運物體以完成在不同環境中的工作。機械手作業的準確性和各種環境中完成作業的能力,在國民經濟各領域有著廣闊的發展前景。

2. 機械手的主要結構介紹

機械手的種類,按驅動方式可分為機械式、氣動式、液壓式、電動式機械手;按適用范圍可分為專用機械手與通用機械手兩種;按運動軌跡控制方式可分為點位控制與連續軌跡控制機械手等。

2.1 圓柱坐標型機器人

圖1

如圖1所示,機器人由一個回轉和兩個平移所組成。整個立柱可以旋轉,手臂可以沿著立柱上升或下降,而且手臂可以伸長或縮回。使旋轉半徑隨工作的要求而變化。

2.2 球坐標型機器人

圖2

如圖2,C是這個臂的回轉中心,這個臂可以伸長和縮短,回轉中心也可以回轉。 這個動作范圍應該是一個空心球,由于手臂并不能理想的掃出一個圓,因此這個球是一個破損的球。 這種結構較其他各種結構更容易伸入到上下傾斜的孔的內部,當又這種需求時應優先考慮球坐標型機器人。

2.3 直角坐標型機器人

圖3

如圖3所示,機器人由兩個相互垂直的導軌,在其上還有一個與兩垂直導軌相垂直的導軌,構成了一個直角坐標的三維體系,即x、y、z軸。 這種機器人由于結構簡單(沒有旋轉和擺動),因此制造的精度可以很高,并且在控制器內軌跡的計算方法也非常簡單。 工作范圍較大,可以作為高空搬運車,能夠對爐膛或者其他空腔設備做直線送進運動。

三坐標測量機也是一個直角坐標型的機器人。

2.4 并聯型機器人

圖4

這是一種新型結構的機器人,它通過各件的復合運動,給出末端的運動軌跡,以完成不同類型的作業。該結構機器人的特點是剛性好,可用來完成數控機床的一些功能,因此也稱為并聯機床。

目前已有樣機,可以完成復雜曲面的加工,特別是精細的加工,是數控機床的一種新的結構形式,也是機器人功能的一種拓展。但其控制計算十分復雜,工作范圍也非常小,而其精度目前比數控機床低。

2.5 六軸關節機器人

圖5

關節型機器人主要由回轉和旋轉自由度構成的,可以看成是仿人手臂的結構。 從肘到手臂根部的部分稱為上臂,從肘到手腕的部分稱為前臂。這種結構對于確定的三維空間上任意位置和姿態是更有效的。它對于各種各樣的作業都有良好的適應性,缺點是坐標計算和控制比較復雜,而且難以達到很高的精度。

3. 應用方案介紹

3.1 設備整體結構:

圖6


3.2 電氣系統組成圖:

此次客戶共使用6套英威騰DA200高性能交流伺服系統,由英威騰智能控制器控制。

DA200是英威騰傾力打造、性能取得跨越式進步的明星伺服產品。DA200速度響應高達2.0kHz,有多種高級算法,振動抑制能力強,目標指令跟蹤速度快,定位精度高,內置電子凸輪、點位控制等功能,調試簡單,適配任意關節機器人控制器。

電氣原理圖如下圖所示:

圖7

具體接線方式:

圖8

接線要求:系統到驅動器連接要求采用雙絞 2*8 屏蔽電纜,抱閘系統電纜采用 1*2 屏蔽線連 接到抱閘制動板上,外殼要與屏蔽層連接良好。控制器側的 AGND 必須跟伺服 的 GND 連接,否則可能會造成控制器硬件損壞。

3.3 參數調試

圖9

慣量,觀察R0.51填入或者通過P1.04自學習,控制不超過2000為宜;剛性可以根據需要調整,但各軸需保持一致。

4. 方案總結

1)基英威騰DA200高性能交流伺服系統的機械手控制方案具有控制精度高、系統穩定性高、用戶操作靈活的優點,可以被廣泛應用于各種工業自動化領域,為客戶創造價值,提高設備使用效率;

2)機器人的發展對設備重復定位的精度不斷提高,現已達到±0.03mm的高精度要求,而DA200具有出色的定位精度,重復定位精度已達到±0.01mm的高精度,完全滿足機器人的高精需求;

3)機器人經過示教后,各個軸把經過的路線在各自的存儲器中記錄下來。當再現時,達到記錄的位置。這就是機器人的重復再現的基本原理。英威騰DA200伺服系統的優異性能則充分保證了機器人動作的靈活與準確,而這就是機器人運動重復定位所追求的;

4) DA200具有自動增益調整,方便快捷將各個關節的伺服性能達到更好。


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