機器人技術(shù)及其應用-展示頁
2025-05-10 00:47本頁面
【正文】 電機的等效電路 m??LJmJLfmfL zmzLτ為電機輸出力矩， 為電機軸角位移， 為負載軸角位移， 為折合到電機軸的慣性矩， 為折合到負載軸的負載慣性矩， 為折合到電機軸的粘性摩擦系數(shù)， 為折合到負載軸的粘性摩擦系數(shù)， 為電機齒輪齒數(shù)， 為負載齒輪齒數(shù)。 因此，對穩(wěn)態(tài)精度要求越高，則可能達到的調(diào)速范圍越小；反之越大。 max?min?m i nm ax???D設(shè)負載波動范圍為 ，則轉(zhuǎn)速最低能調(diào)至點 3’。顯然，它與機械特性硬度有關(guān)，如果機械特性是直線，則有 0001???????????? NNNMMMs?2．調(diào)速精度 調(diào)速裝置或系統(tǒng)的給定角速度與帶額定負載時的實際角速度之差與給定轉(zhuǎn)速之比稱為調(diào)速精度，即 它標志著調(diào)速相對誤差的大小，一般取可能出現(xiàn)的最大值作為指標。 LM1M2M3M LM1? 2? 3?與其相對應的角速度為 和 即電機將有不同的角速度，實現(xiàn)了調(diào)速。 伺服電機驅(qū)動器為標準化部件，如圖 6－ 14為松下 200W交流伺服電機及其驅(qū)動器。的兩相分布繞組；內(nèi)定子鐵心由硅鋼片疊成，不放繞組，僅作為磁路的一部分；由鋁合金制成的空心杯轉(zhuǎn)子置于內(nèi)外定子鐵心之間的氣隙中，并靠其底盤和轉(zhuǎn)軸固定。 cUcU2. 交流伺服電機的轉(zhuǎn)子有三種結(jié)構(gòu)型式： （ 1）高電阻率導條的鼠籠轉(zhuǎn)子 國內(nèi)生產(chǎn)的 SL系列的交流伺服電機就是采用這種結(jié)構(gòu)。 交流伺服電機也必須具有寬廣的調(diào)速范圍、線性的機械特性和快速響應等性能，除此以外，還應無“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象。 交流伺服電機 ? 結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，價格低廉，而且堅固耐用，慣量小，運行可靠，很少需要維護，可用于惡劣環(huán)境等優(yōu)點，目前在機器人領(lǐng)域逐漸有代替直流伺服電機的趨勢。在失靈區(qū)以內(nèi)，即使電樞有外加電壓，電機也不能轉(zhuǎn)動。 (a) 機械特性 aUaU2．調(diào)節(jié)特性 當 T一定時，控制電壓高則轉(zhuǎn)速也高，轉(zhuǎn)速的增加于控制電壓的增加成正比，這是理想的調(diào)節(jié)特性。 當 一定時，隨著轉(zhuǎn)矩 T的增加，轉(zhuǎn)速 n成正比下降。 1一定子； 2一轉(zhuǎn)子 圖 5－ 3 盤型直流電機結(jié)構(gòu) ? 1一轉(zhuǎn)子 (導線繞 6空心杯 1)； 2一內(nèi)定子；3一外定子； 4一磁極； 5一氣隙； 6— 導線； 7一內(nèi)定子中的磁路 ? 圖 5－ 4 杯型直流電機結(jié)構(gòu) 在電樞控制方式下，直流伺服電機的主要靜態(tài)特性是機械特性和調(diào)節(jié)特性。永磁式的磁極是永久磁鐵；電磁式的磁極是電磁鐵，磁極外面套著勵磁繞組。 三、直流伺服電機 機器人對直流伺服電機的基本要求： ?寬廣的調(diào)速范圍 ?機械特性和調(diào)速特性均為線性 ?無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象（控制電壓降到零時，伺服電動機能立即自行停轉(zhuǎn)） ?快速響應好 直流伺服電機： 傳統(tǒng)型和低慣量型 兩種類型。 （ 3） 額定電流 ：允許流過的最大電流，單位為A(安 )。 第二節(jié) 伺服電機的原理與特性 一、直流電機的工作原理 二、直流電機的結(jié)構(gòu)和額定值 1．直流電機的結(jié)構(gòu) 1－電樞繞組； 2－電樞鐵心； 3－機座； 4－主磁極鐵心； 5－勵磁繞組； 6－換向極繞組； 7－換向極鐵心； 8－主磁極極靴； 9－機座底腳； 直流電機橫剖面示意圖 2．直流電機的額定值 （ 1） 額定功率 ：是指軸上輸出的機械功率，單位為 kW。 5．控制系統(tǒng)的硬件 機器人的控制系統(tǒng)是以計算機為基礎(chǔ)的，機器人控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)采用的是二級結(jié)構(gòu) —— 協(xié)調(diào)級和執(zhí)行級。 2．減速器 減速器是為了增加驅(qū)動力矩，降低運動速度 3．驅(qū)動電路 由于直流伺服電機或交流伺服電機的流經(jīng)電流較大，機器人常采用脈沖寬度調(diào)制（ PWM）方式進行驅(qū)動。 三、機器人控制的基本單元 機器人控制系統(tǒng)的基本要素包括電動機、減速器、運動特性檢測的傳感器、驅(qū)動電路、控制系統(tǒng)的硬件和軟件。 3. 力（力矩）控制方式 在完成裝配、抓放物體等工作時，除要準確定位之外，還要求使用適度的力或力矩進行工作，這時就要利用力（力矩）伺服方式。如果偏離預定的軌跡和速度，就會使產(chǎn)品報廢。例如，在印刷電路板上安插元件、點焊、裝配等工作，都屬于點位式工作方式。 5）機器人的動作往往可以通過不同的方式和路徑來完成，因此存在一個“最優(yōu)”的問題。同時，計算機軟件擔負著艱巨的任務。每個自由度一般包含一個伺服機構(gòu)，它們必須協(xié)調(diào)起來，組成一個多變量控制系統(tǒng)。第五章 機器人的控制基礎(chǔ) 第一節(jié) 概 述 一、機器人控制系統(tǒng)的特點 1）機器人的控制與機構(gòu)運動學及動力學密切相關(guān)。 2）機器人有多個自由度。 3）機器人控制系統(tǒng)必須是一個計算機控制系統(tǒng)。 4）描述機器人狀態(tài)和運動的數(shù)學模型是一個非線性模型，隨著狀態(tài)的不同和外力的變化，其參數(shù)也在變化，各變量之間還存在耦合。 二、機器人的控制方式 1. 點位式 很多機器人要求能準確地控制末端執(zhí)行器的工作位置，而路徑卻無關(guān)緊要。 2. 軌跡式 在弧焊、噴漆、切割等工作中，要求機器人末端執(zhí)行器按照示教的軌跡和速度運動?？煞Q之為軌跡伺服控制。 4. 智能控制方式 詳見第六章。 1．電動機 驅(qū)動機器人運動的驅(qū)動力，常見的有液壓驅(qū)動、氣壓驅(qū)動、直流伺服電機驅(qū)動、
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