英威騰伺服DA200在機械手的應用
【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。
jixieshoushigongyejiqirendeyigezhongyaofenzhi。tadetedianshiketongguobianchenglaiwanchenggezhongyuqidezuoyerenwu，zaigouzaohexingnengshangjianyourenhejiqigezideyoudian，youqitixianlerendezhinengheshiyingxing。jixieshounengzidonghuadingweikongzhibingkezhongxinbianchengxuyibiandongdeduogongnengjiqi，bingyouduogeziyoudu，keyonglaibanyunwutiyiwanchengzaibutonghuanjingzhongdegongzuo。jixieshouzuoyedezhunquexinghegezhonghuanjingzhongwanchengzuoyedenengli，zaiguominjingjigelingyuyouzheguangkuodefazhanqianjing。
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1所(suo)示(shi)，機(ji)器(qi)人(ren)由(you)一(yi)個(ge)回(hui)轉(zhuan)和(he)兩(liang)個(ge)平(ping)移(yi)所(suo)組(zu)成(cheng)。整(zheng)個(ge)立(li)柱(zhu)可(ke)以(yi)旋(xuan)轉(zhuan)，手(shou)臂(bi)可(ke)以(yi)沿(yan)著(zhe)立(li)柱(zhu)上(shang)升(sheng)或(huo)下(xia)降(jiang)，而(er)且(qie)手(shou)臂(bi)可(ke)以(yi)伸(shen)長(chang)或(huo)縮(suo)回(hui)。使(shi)旋(xuan)轉(zhuan)半(ban)徑(jing)隨(sui)工(gong)作(zuo)的(de)要(yao)求(qiu)而(er)變(bian)化(hua)。
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。
muqianyiyouyangji，keyiwanchengfuzaqumiandejiagong，tebieshijingxidejiagong，shishukongjichuangdeyizhongxindejiegouxingshi，yeshijiqirengongnengdeyizhongtuozhan。danqikongzhijisuanshifenfuza，gongzuofanweiyefeichangxiao，erqijingdumuqianbishukongjichuangdi。
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cong肘zhou到dao手shou臂bi根gen部bu的de部bu分fen稱cheng為wei上shang臂bi，從cong肘zhou到dao手shou腕wan的de部bu分fen稱cheng為wei前qian臂bi。這zhe種zhong結jie構gou對dui於yu確que定ding的de三san維wei空kong間jian上shang任ren意yi位wei置zhi和he姿zi態tai是shi最zui有you效xiao的de。它ta對dui於yu各ge種zhong各ge樣yang的de作zuo業ye都dou有you良liang好hao的de適shi應ying性xing，缺que點dian是shi坐zuo標biao計ji算suan和he控kong製zhi比bi較jiao複fu雜za，而er且qie難nan以yi達da到dao很hen高gao的de精jing度du。
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
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
基於英威騰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。
4．1 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。
4．2 jiqirenjingguoshijiaohou，gegezhoubajingguodeluxianzaigezidecunchuqizhongjiluxialai。dangzaixianshi，dadaojiludeweizhi。zhejiushijiqirendezhongfuzaixiandejibenyuanli。yingweitengDA200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。
4．3 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。
電主軸、光伏逆變器、軌道交通牽引係統、新能源汽車電控係統等。英威騰現有員工2500多人，大型生產基地3個，營銷網絡遍布國內及海外60多個國家和地區。