2.传动系统
工业机器人的驱动系统按动力源可分为液压、气动和电动三大类。根据要求，这三个例子也可以组合起来，组合成一个复合驱动系统。或通过同步带、齿轮系、齿轮等机械传动。机构间接驱动。驱动系统具有动力装置和传动装置。机构，用于实现机构相应的动作发生，这三个基本驱动系统各有特点。现在主流是电传动系统。由于惯性低，大扭矩交流和DC伺服电机及其支持的伺服驱动器(开关变频器和DC脉宽调制器)被广泛接受。这种系统不需要能量转换， 且使用方便，控制灵敏。大部分电机后面都需要配精传动。机构:减速器。它的齿用一个齿轮速度转换器把电机的反转次数减慢到所希望的次数，得到一个扭矩更大的装置，从而降低转速，增加扭矩。当负载较重时，单纯增加伺服电机的功率并不划算，可以在合适的转速范围内通过减速器提高输出扭矩。伺服电机容易发热，低频振动，长时间重复工作不利于保证其准确可靠运行。精减速电机的存在使伺服电机以合适的速度运行，加强了机体的刚性，输出更大的扭矩。如今， 主流减速器有两种:谐波减速器和RV减速器。3.控制系统机器人控制系统是机器人的大脑，是决定机器人功能和作用的主要因素。控制系统根据输入的程序控制驱动系统并执行。机构收回指令信号并控制它。工业机器人控制技术的主要任务是控制工业机器人在工作空间内的活动范围、姿态和轨迹、动作时间等。具有编程简单、软件菜单操纵、人机交互界面友好、在线操纵提示、使用方便等特点。控制器系统是机器人的核心。公司中国的实验是严格封闭的。多年来，随着微电子技术的发展，微处理器的功能越来越高， 而且价格越来越便宜。现在市场上已经出现了1-2美元的32位微处理器。高性价比的微处理器为机器人控制器带来了新的机遇，使得开发低成本、高功能的机器人控制器成为可能。为了使系统具有足够的计算和存储能力，机器人控制器现在接受强ARM系列，DSP系列，串行和串行芯片。由于现有的通用芯片在价格、功能、集成度、接口等方面的功能和作用还不能完全满足某些机器人系统的要求，因此机器人系统对SoC(芯片)技能有需求。将特定的处理器与所需的接口集成在一起，可以简化系统外围电路的设计，减小系统的尺寸，降低成本。举个例子，公司NEOS或ARM7的处理器内核被集成到其FPGA产品中， 构成了一个完整的SoC系统。在机器人技术控制器方面，其讨论主要在美国和日本开会，也有成熟的产品，如美国。公司日本李鹏有限公司等。其运动控制器以DSP技术为核心，采用基于PC的开放式结构。
4.感知系统由一个内部传感器模块和一个外部传感器模块组成，能够获取内部和外部环境状态下有意义的信息。内部传感器:用于检测机器人本身状态(如手臂之间的角度)的传感器，多用于检测位置和角度。具体来说:位置传感器、位置传感器、角度传感器等。外部传感器:用于检测机器人所处环境(如检测物体、与物体的距离)和状况(如检测抓取的物体是否滑落)的传感器。具体来说有距离传感器、视觉传感器、力传感器等等。智能传感系统的使用提高了机器人的机动性、实用性和智能化水平。人类的感觉系统对外界的信息很灵敏。然而，对于一些特权信息， 传感器比人的系统更有效。5.与其他部分相比，连接到操纵器最后一个关节的末端效应器部分通常用于抓取对象。机构连接并执行所需的任务。机器人在制造业中一般不设计或销售末端执行器。在大多数情况下，它们只提供一个简单的抓手。通常，末端执行器安装在6轴机器人的法兰上，完成给定环境下的任务，如焊接、喷漆、涂胶、零件装卸等。伺服电机概述伺服驱动器又称“伺服控制器”、“伺服放大器”，是一种用于控制伺服电机的控制器，其作用类似于变频器作用于普通交流电机。属于伺服系统的一部分。一般通过位置、速度、转矩三种方式控制伺服电机，实现传动系统的高精度定位。
首先，伺服电机的分类分为两类:DC伺服电机和交流伺服电机。交流伺服电机分为异步伺服电机和同步伺服电机。目前，交流系统正逐渐取代DC系统。与DC系统相比，交流伺服电机具有可靠性高、散热好、转动惯量小、可在高电压下工作等优点。由于没有了电刷和舵机，交流伺服系统也变成了无刷伺服系统，其中使用的电机是无刷结构的笼型异步电机和永磁同步电机。1.DC伺服电机分为有刷电机和无刷电机。①有刷电机成本低，结构简单，起动转矩大，调速范围宽，容易控制，需要维护，但维护方便(更换碳刷)，产生电磁干扰，对使用环境要求高， 通常用于对成本敏感的普通工业和民用场合。②无刷电机具有体积小、重量轻、输出大、响应快、速度高、惯性小、扭矩稳定、转动平稳、控制复杂、智能化、电子换向方式灵活、方波或正弦波换向、免维护电机、高效节能、电磁辐射小、温升低、使用寿命长等优点，适用于各种环境。二、不同类型伺服电机的特点1。DC伺服电机的优缺点优点:速度控制准确，转矩和速度特性硬，控制原理简单，使用方便。价格便宜。缺点:电刷换向、限速、附加阻力、磨损颗粒(不适合无尘易爆环境) 2.交流伺服电机的优缺点优点:调速特性好，在整个转速范围内可实现平滑控制，几乎无振荡，90%以上的高效率，发热少，可实现高速控制和高精度位置控制(取决于编码器精度)，在额定运行范围内可实现恒转矩、低惯性、低噪音、无电刷磨损和维护(适用于无尘易爆环境)。缺点:控制比较复杂，需要现场调整驱动器参数来确定PID参数，需要更多的导线。目前主流的伺服驱动器都采用数字信号处理器(DSP)作为控制核心，可以实现复杂的控制算法，数字化、网络化、智能化。功率器件一般采用以智能功率模块(IPM)为核心设计的驱动电路。IPM集成了驱动电路， 并具有过压、过流、过热、欠压等故障检测和保护电路。主电路中还加入了软启动电路，以减少启动过程对驱动器的冲击。功率驱动单元首先通过三相全桥整流电路对输入的三相电或市电进行整流，得到相应的直流电。整流后的三相电或市电由三相正弦PWM电压源逆变器转换，驱动三相永磁同步交流伺服电机。功率驱动单元的整个过程可以简单地说是交流-DC-交流过程。交流DC整流单元的主拓扑电路是三相全桥不控整流电路。三、伺服系统接线图1。驱动器布线伺服驱动器主要包括控制回路电源、主控回路电源、伺服输出电源、控制器输入CN1、 编码器接口CN2和连接CN3。控制回路电源是单相交流电源，输入电源可以是单相，也可以是三相，但必须是220v V，也就是说，三相输入时，我们的三相电源只能通过变压器变换连接。对于功率较小的驱动器，可以直接单相驱动，单相连接方式必须接R、S端子。伺服电机的输出U、V、W一定不要接主电路电源，可能会烧坏驱动器。CN1端口主要用于PC控制器的连接，提供各种监控信号的输入、输出、编码器ABZ三相输出和模拟输出。2.编码器布线
从上图可以看出，我们只用了九个端子中的五个，一根屏蔽线，两根电源线，两个串行通讯信号(+-)，和我们普通的编码器接线差不多。3.通讯口驱动通过CN3口与电脑PLC、HMI等PC连接，驱动由通讯控制，可用于通讯。四、伺服驱动市场机器人对关节驱动电机的要求非常严格，工业机器人广泛采用交流伺服电机。目前国内高端市场主要被国外名企占据，主要来自日本、欧美，未来国内替代空间较大。目前，国外品牌占据了中国近80%的交流伺服市场，主要来自日本和欧美。其中，日本产品以50%左右的市场份额占据首位，其知名品牌有松下、 三菱电机、安川、三洋、富士等。他们的产品特点是其技术和性能水平满足中国用户的需求，并获得了稳定和可持续的客户来源，具有良好的性价比和高可靠性，特别是在中小型OEM市场上具有垄断优势。精密减速器最近看到一则新闻:机器人行业要打破“卡脖子”问题，深有感触。随着人工成本的增加，工业机器人代替人已经成为一种趋势。工业机器人是智能制造的基石，但核心零部件制约着中国机器人产业的发展。据相关调查，目前国内机器人减速器普遍依赖进口。如果机器人产业要在中国成气候， 我们必须下决心解决核心部件的问题。下面介绍工业机器人的关键精密部件:减速器。与通用减速器相比，机器人用减速器要求具有传动链短、体积小、功率大、重量轻、易于控制等特点。在减速机行业，不得不提这个行业的两大巨头是(帝人，也叫纳博茨克)和(哈默纳科)，俗称(RV减速机和谐波减速机)。他们几乎垄断了全世界机器人用的减速器。这两种减速器都有微米级的加工精度，所以这一种在量产时很难有很高的可靠性，更不要说几千转的高速运转，还要有很长的寿命。目前， 市面上工业机器人广泛使用的减速器有两种:RV减速器和谐波减速器。RV减速器:以较少的齿差啮合，但与谐波减速器相比，RV减速器通常采用摆线针轮，由摆线针轮和行星架组成。与谐波减速器相比，RV减速器的关键在于加工工艺和装配工艺。RV减速器具有较高的疲劳强度、刚度和寿命，不像谐波传动，随着使用时间的增加，运动精度会明显降低，其缺点是重量大，整体尺寸大。RV减速器用于扭矩大的机器人的腿、腰、肘关节，对于负载重的工业机器人，RV减速器用于一、二、三轴。与机器人常用的谐波传动相比，它具有高得多的疲劳强度、刚度和使用寿命，并且回程误差精度稳定， 与谐波传动不同，随着使用时间的增加，运动精度会显著降低。因此，RV减速器在世界上许多国家的高精度机器人传动中得到广泛应用。因此，这种RV减速器在先进的机器人传动中有逐渐取代谐波减速器的发展趋势。RV减速器分解图谐波减速器:也采用少齿差啮合。谐波中的一个关键齿轮是柔性的，需要反复高速变形，所以比较脆弱，承载能力和寿命有限。谐波减速器是谐波传动装置的一种，包括谐波加速器和谐波减速器。谐波减速器主要包括刚性轮、柔性轮和径向变形波发生器。它利用柔性齿轮产生可控的弹性变形波， 这使得刚性齿轮和柔性齿轮的齿相对交错以传递动力和运动。这种传动与一般的齿轮传动有本质的区别，在啮合理论、集合计算和结构设计上都有特殊性。谐波齿轮减速器具有精度高、承载能力大的优点。与普通减速器相比，其体积和重量减少了至少1/3，因为使用的材料减少了50%。所以谐波减速器主要用于小型机器人，其特点是体积小，重量轻，承载能力大，运动精度高，单级传动比大。一般用于工业机器人或负载较小的大型机器人的末端轴。谐波减速器分解图， 日本公司从80年代初提出RV设计，到1986年RV减速器研究取得实质性突破，历时6-7年。而且国内率先出成果。南通镇康和恒丰泰也用了6-8年。是否意味着中国本土企业将没有机会？好在国内经过几年的企业布局，终于有所突破。国产主要由南通镇康、秦川机床、武汉本质，浙江恒丰泰和浙江提供双环传输。据说南通镇康产量已经突破1万台，秦川机床生产线已经开通，产量也在逐步增加。秦川机床是国家进口替代项目。秦川机床的总投资90、000套工业机器人关节减速器技术改造项目和工业机器人关节减速器生产线3.14亿元。控制系统机器人控制系统是机器人的大脑，是决定机器人功能和作用的主要因素。控制系统根据输入的程序控制驱动系统并执行。机构收回指令信号并控制它。以下文章主要介绍机器人控制系统。第一，机器人的控制系统“控制”是指被控对象会以机器人所期望的方式表现。“控制”的基本条件是知道被控制对象的特性。“本质”是对驱动器输出扭矩的控制。机器人控制系统
二、机器人的基本工作原理是示教再现；示教，也称为引导示教，不仅是对机器人的手动引导，也是根据实际需求的分步操作。在引导过程中，机器人自动记忆每个被教动作的姿态、位置、过程参数和运动参数，并自动生成连续执行程序。完成示教后，只需给机器人一个开始指令，机器人就会按照示教的动作自动完成所有流程；
机器人控制的分类。根据有无反馈，可分为开环控制、闭环控制和开环精确控制。条件:被控对象的模型是精确已知的，并且这个模型在控制过程中保持不变。2.根据期望的控制量，可分为力控制、位置控制和混合控制三种。位置控制分为:单关节位置控制(位置反馈、位置速度反馈、位置速度加速度反馈)和多关节位置控制。多关节位置控制分为分解运动控制，集中力控制分为直接力控制、阻抗控制和混合力与位置控制。3.智能控制方法:模糊控制，自适应控制，最优控制，神经网络控制， 模糊神经网络控制和专家控制。4.控制系统的硬件配置和结构。电气硬件。因此，目前市场上的机器人控制系统大多采用递阶式微机控制系统，通常采用两级计算机伺服控制系统。1.具体过程:主控计算机收到工作人员输入的操作指令后，首先对指令进行分析和解释，确定手部的运动参数。然后进行运动学、动力学和插值运算，最终得到机器人各关节的协调运动参数。这些参数通过通信线路作为每个关节伺服控制系统的给定信号输出到伺服控制级。关节上的伺服驱动器将该信号转换成D/A， 然后驱动每个关节产生协调运动。传感器将各关节的运动输出信号反馈给伺服控制级计算机，形成局部闭环控制，从而精确控制机器人在空间的运动。
2.基于PLC的运动控制有两种控制方式:①利用PLC的输出端口产生脉冲指令驱动电机，同时利用通用I/O或计数部件实现伺服电机的闭环位置控制；②利用PLC外部扩展的位置控制模块实现电机的闭环位置控制。这种模式主要是基于高速脉冲控制，属于位置控制模式，位置控制一般是点对点位置控制模式。机器人的重要参数
本文重点介绍工业机器人的技术参数，图文描述非常详细，希望能给大家带来帮助！！机器人的技术参数反映了机器人能够胜任的工作和最高的操作性能，在机器人的设计和应用中必须加以考虑。机器人的主要技术参数有自由度、分辨率、工作空间、工作速度、工作负载等。1.自由度是指机器人独立运动的坐标轴数量。机器人的自由度是指确定机器人手在空间的位置和姿态所需的独立运动参数的个数。机器人的自由度一般等于关节的数量。普通机器人一般有5 ~ 6个自由度。一些机器人还带有外部轴。2.关节()是一个运动副， 这允许机器人臂的部件之间的相对运动。机构。
3.工作范围工业机器人的手臂或手安装点可以达到的所有空间范围。它的形状取决于机器人的自由度和每个运动关节的类型和配置。机器人的工作范围一般用两种方法表示:图解法和解析法。
4.速度机器人在工作过程中负载条件下匀速运动时，单位时间内机械接口中心或刀具中心点移动的距离或旋转的角度。5.工作负载是指机器人手腕前端安装负载在工作范围内任意位置所能承受的最大重量，一般用质量、力矩和惯性矩表示。还与跑步速度、加速度等参数有关。工作量一般以机器人高速抓取的工件重量作为承载能力。搬运机器人的负载重量时，必须考虑夹具和工件的总重量。
7.精度重复性或重复定位精度:指机器人重复到达某一目标位置的差异。比如你让一个轴走100 mm，他第一次实际走100.01重复同样的动作，他走99.99，两者误差为0.02，这就是重复定位精度。它是一系列误差值的集中程度的度量，即重复。机器人精密机床不仅依赖于关节减速器和传动装置，还与机械装配工艺有很大关系。很多机器人由于装配不良，重复定位精度下降。