Выбор типа привода для промышленного робота

Приводы робота предназначены для преобразования подводимой энергии в энергию, необходимую для приведения в действие манипуляционного механизма. Они состоят из усилителя мощности, исполнительного двигателя и передачи. Кроме того, они могут быть охвачены внутренними обратными связями, и содержать дополнительные элементы: тахогенераторы, датчики сил и моментов, корректирующие устройства и т. д. При наличии внешних обратных связей по положению они представляют собой, по существу, следящие системы [19, 23].

Приводы могут быть расположены на подвижных звеньях манипуляционного механизма вблизи соответствующих шарниров и на едином основании или частью на звеньях, частью на основании. Каждый способ расположения имеет свои преимущества и недостатки. Наибольшее распространение получил первый вариант в основном из-за удобства управления манипуляционным механизмом. Однако его реализация приводит к увеличению массы и габаритов механизма. В случае жестких ограничений на массу и габариты звеньев механизма может быть предпочтительнее второй вариант. Однако он требует длинных кинематических цепей для передачи движения к звеньям, что обычно является источником дополнительной нежесткости, люфтов и т. д [19].

В современных работах используются все основные типы приводов - электрические, гидравлические и пневматические [19].

Пневматические приводы получили широкое применение в конструкциях упрощенных ПР. Они просты в управлении, недороги, надежны и пожаробезопасны. Однако при их использовании трудно поддерживать постоянную скорость исполнительного устройства и осуществлять точное позиционирование, кроме того, необходимо обеспечивать их смазку и защиту от коррозии. Они отличаются низкой удельной мощностью, что обусловлено малым рабочим давлением в заводских магистралях (не более 0,6 МПа).

Гидравлические приводы легки, компактны, позволяют использовать высокое давление, имеют малую инерционность, легко допускают регулирование давления и расхода энергоносителя. К недостаткам гидропривода следует отнести возможность утечек энергоносителя и необходимость введения устройств для охлаждения рабочей жидкости.

Электроприводы обладают большой технологической гибкостью, просты в обслуживании и надежны в работе. В таких приводах используются электродвигатели постоянного и переменного тока. В настоящее время широкое распространение получил дискретный (шаговый) привод. Легкость регулирования, бесшумность, отсутствие трубопроводов, легкость энергоподводов, простота монтажа и наладки, достаточно высокие показатели надежности - положительные стороны для применения электроприводов в конструкциях ПР.

В электрических приводах могут использоваться также и двигатели переменного тока, в основном асинхронные двухфазные, управляемые с помощью транзисторных или магнитных усилителей, а также тиристорных преобразователей. В наиболее простых моделях роботов управление электродвигателями переменного тока может осуществляться релейно с помощью пускателей или реле.

Создаются и используются также различные комбинированные приводы (пневмоэлектрические, электрогидравлические и др.), которые имеют свои преимущества и недостатки, но в целом расширяют технологические возможности ПР.

Преимущества и недостатки электрических приводов общеизвестны. Электрические приводы позволяют использовать гибкую схему управления и легко стабилизируются при помощи корректирующих устройств. Среди основных недостатков привода постоянного тока отметим его инерционность. Двигатели постоянного тока обычного исполнения имеют большой момент инерции, который может составлять до 60-80% от суммарного приведенного момента инерции всех подвижных частей.

В электрических приводах роботов используются также шаговые двигатели различных типов. Приводы на шаговых двигателях чаще всего выполняются по разомкнутой схеме. Использование шаговых двигателей требует, как правило, наличия числового программного управляющего устройства. Эти приводы просты в управлении, имеют относительно не большое количество элементов схемы, что повышает надежность, и обладают высокой точностью отработки задающего воздействия [19].

Статья в тему

Комбинационная схема управляющая семисегментным индикатором
Микроэлектроника - это современная квинтэссенция электроники, в которой ее информационные свойства достигают максимума, то есть плотность потоков информации на единицу веса намного превосходят таковую в остальной электронике, а тем более в электротехнике. Задача микроэлектроники - су ...