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介绍焊接机器人的轴伺服控制系统

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介绍焊接机器人的轴伺服控制系统

文章作者:admin发布时间:2018-9-15 11:41:53浏览次数:

轴伺服控制系统的结构

焊接机器人的轴伺服控制系统的结构中,部分是实现轴驱动电机伺服控制的伺服单元。习惯上所说的电动机伺服系统,是指速度控制、伺服电动机和检测部件三部分;而且,将速度控制部分称之为伺服单元或驱动器。按照伺服系统的结构特点,它通常有四种基本结构类型:开环、闭环、半闭环及混合闭环。

焊接机器人伺服单元的硬件一般由五部分构成:

3.1.1 实现轴伺服电机的PID控制、或FUZZY(模糊) 控制、或其它控制规律的伺服控制单片机;

3.1.2 伺服控制模板,其功能是实现控制单片机输出数字量的D/A转换与输入到单片机的模拟量的A/D转换;

3.1.3 伺服驱动功放,一般机器人的轴驱动电机的功率多在100W~1000W的范围,多属中等功率,为此,由伺服控制模板给出的控制信号必须经功率放大才能推动电机;

3.1.4 伺服电机是焊接机器人的轴伺服控制系统的控制对象。焊接机器人

3.1.5 伺服电机的转速、位置检测装置(转速、位置传感器)。转速、位置检测装置的功能是实时检测轴伺服电机转速和电机角位移量,并将实时检测结果反馈给电动机伺服系统,以形成电动机伺服的闭环或半闭环控制系统。即便是开环控制系统,一般也需要电动机转速和电机角位移量的实时检测参数。因此,转速、位置检测装置是机器人的轴伺服控制系统极重要的组成环节。

焊接机器人的轴伺服控制系统结构称为主从控制方式:它是采用主、从两级控制计算机实现系统的全部控制功能。主计算机实现轴伺服控制系统的管理、坐标变换、轨迹生成和系统自诊断等;从计算机实现所有关节的动作协调控制。主从控制方式系统实时性较好,适于高精度、高速度控制,但其系统扩展性较差,维修困难。焊接机器人的轴伺服控制系统结构还可采用所谓“分散控制系统”,限于篇幅,不再阐述。

对机器人电机伺服系统的要求

机器人各关节(即各轴)的运动,最终都归结为相应各轴的驱动电机、亦即伺服电机的转动;

而对机器人电机伺服系统提出了很高的要求,大致可概括为以下四个方面:

3.2.1 高精度。为了保证焊接零件的加工质量并提高效率,首先要保证焊接机器人的定位精度和加工精度。因此,在焊接机器人各轴位置控制中要求有高的定位精度,即在μm的数量级内。而在速度控制中,要求有高的调速精度、强的抗负载扰动的能力,也即要求静态和动态速降尽可能小;

3.2.2 快响应。要求系统有良好的快速响应特性,即要求跟踪指令信号的响应要快,位置跟踪误差(位置跟踪精度)要小;

3.2.3 宽调速范围。焊接机器人它是指在额定负载时电动机能提供的最高转速与最低转速之比。对于一般的机器人而言,要求电动机伺服系统能在020m/min范围内都能正常工作;

3.2.4 低速大转矩。根据焊接机器人加工特点,大都是在中低速负重状态下工作(点焊机器人为甚),这样,既要求在低速时电动机伺服系统有大的转矩输出又要求转动平稳。