摘要: 本文主要介紹使用英威騰DA200高性能交流伺服係統的機械手控製方案具有控製精度高
、係統穩定性高、用戶操作靈活的優點。英威騰DA200伺服出色的定位精度和業界領先的速度響應贏得了客戶的認可。

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(ji)械(xie)手(shou)的(de)是(shi)工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)的(de)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)分(fen)支(zhi)。它(ta)的(de)特(te)點(dian)是(shi)可(ke)通(tong)過(guo)編(bian)程(cheng)來(lai)完(wan)成(cheng)各(ge)種(zhong)預(yu)期(qi)的(de)作(zuo)業(ye)任(ren)務(wu)
，在(zai)構(gou)造(zao)和(he)性(xing)能(neng)上(shang)兼(jian)有(you)人(ren)和(he)機(ji)器(qi)各(ge)自(zi)的(de)優(you)點(dian)
，尤(you)其(qi)體(ti)現(xian)了(le)人(ren)的(de)智(zhi)能(neng)和(he)適(shi)應(ying)性(xing)。機(ji)械(xie)手(shou)能(neng)自(zi)動(dong)化(hua)定(ding)位(wei)控(kong)製(zhi)並(bing)可(ke)重(zhong)新(xin)編(bian)程(cheng)序(xu)以(yi)變(bian)動(dong)的(de)多(duo)功(gong)能(neng)機(ji)器(qi)
，並(bing)有(you)多(duo)個(ge)自(zi)由(you)度(du)，可(ke)用(yong)來(lai)搬(ban)運(yun)物(wu)體(ti)以(yi)完(wan)成(cheng)在(zai)不(bu)同(tong)環(huan)境(jing)中(zhong)的(de)工(gong)作(zuo)。機(ji)械(xie)手(shou)作(zuo)業(ye)的(de)準(zhun)確(que)性(xing)和(he)各(ge)種(zhong)環(huan)境(jing)中(zhong)完(wan)成(cheng)作(zuo)業(ye)的(de)能(neng)力(li)

，在(zai)國(guo)民(min)經(jing)濟(ji)各(ge)領(ling)域(yu)有(you)著(zhe)廣(guang)闊(kuo)的(de)發(fa)展(zhan)前(qian)景(jing)。

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；按適用範圍可分為專用機械手與通用機械手兩種；按運動軌跡控製方式可分為點位控製與連續軌跡控製機械手等。

2.1 圓柱坐標型機器人

 

圖1

如圖1suoshi，jiqirenyouyigehuizhuanhelianggepingyisuozucheng。zhenggelizhukeyixuanzhuan
，shoubikeyiyanzhelizhushangshenghuoxiajiang，erqieshoubikeyishenchanghuosuohui。shixuanzhuanbanjingsuigongzuodeyaoqiuerbianhua。

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。 這個動作範圍應該是一個空心球，由於手臂並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係，即x、y、z軸。 這種機器人由於結構簡單（沒有旋轉和擺動），因此製造的精度可以很高
，並且在控製器內軌跡的計算方法也非常簡單。 工作範圍較大
，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 並聯型機器人

圖4

這zhe是shi一yi種zhong新xin型xing結jie構gou的de機ji器qi人ren
，它ta通tong過guo各ge件jian的de複fu合he運yun動dong，給gei出chu末mo端duan的de運yun動dong軌gui跡ji，以yi完wan成cheng不bu同tong類lei型xing的de作zuo業ye。該gai結jie構gou機ji器qi人ren的de特te點dian是shi剛gang性xing好hao
，可ke用yong來lai完wan成cheng數shu控kong機ji床chuang的de一yi些xie功gong能neng

，因yin此ci也ye稱cheng為wei並bing聯lian機ji床chuang。

目mu前qian已yi有you樣yang機ji，可ke以yi完wan成cheng複fu雜za曲qu麵mian的de加jia工gong
，特te別bie是shi精jing細xi的de加jia工gong，是shi數shu控kong機ji床chuang的de一yi種zhong新xin的de結jie構gou形xing式shi

，也ye是shi機ji器qi人ren功gong能neng的de一yi種zhong拓tuo展zhan。但dan其qi控kong製zhi計ji算suan十shi分fen複fu雜za，工gong作zuo範fan圍wei也ye非fei常chang小xiao，而er其qi精jing度du目mu前qian比bi數shu控kong機ji床chuang低di。

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。 congzhoudaoshoubigenbudebufenchengweishangbi，congzhoudaoshouwandebufenchengweiqianbi。zhezhongjiegouduiyuquedingdesanweikongjianshangrenyiweizhihezitaishizuiyouxiaode。taduiyugezhonggeyangdezuoyedouyoulianghaodeshiyingxing，quedianshizuobiaojisuanhekongzhibijiaofuza
，erqienanyidadaohengaodejingdu。

3. 應用方案介紹

3.1 設備整體結構：

圖6

3.2 電氣係統組成圖：

此次客戶共使用6套英威騰DA200高性能交流伺服係統，由英威騰智能控製器控製。

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,振動抑製能力強,目標指令跟蹤速度快,定位精度高,內置電子凸輪、點位控製等功能，調試簡單，適配任意關節機器人控製器。

電氣原理圖如下圖所示：

 

圖7

具體接線方式：

圖8

接線要求：係統到驅動器連接要求采用雙絞 2*8 屏蔽電纜,抱閘係統電纜采用 1*2 屏蔽線連 接到抱閘製動板上

，外殼要與屏蔽層連接良好。控製器側的 AGND 必須跟伺服 的 GND 連接，否則可能會造成控製器硬件損壞。

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，控製不超過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高性能交流伺服係統的機械手控製方案具有控製精度高、係統穩定性高、用戶操作靈活的優點，可以被廣泛應用於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複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
，重複定位精度已達到±0.01mm的高精度，完全滿足機器人的高精需求
；

3）機ji器qi人ren經jing過guo示shi教jiao後hou，各ge個ge軸zhou把ba經jing過guo的de路lu線xian在zai各ge自zi的de存cun儲chu器qi中zhong記ji錄lu下xia來lai。當dang再zai現xian時shi
，達da到dao記ji錄lu的de位wei置zhi。這zhe就jiu是shi機ji器qi人ren的de重zhong複fu再zai現xian的de基ji本ben原yuan理li。英ying威wei騰tengDA200伺服係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複定位所追求的；

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最優。