産業用ロボットs 自動車製造、電気製品、食品など、産業製造で広く使用されています。反復的な機械的作業を代替でき、独自の動力と制御能力に依存してさまざまな機能を実現する機械です。人間のコマンドに耐えることができ、事前にプログラムされたプログラムに従って動作することもできます。次に、基本的な主要コンポーネントについて説明します。産業用ロボットs.
1.主題
主要な機械部分は、機械ベースと、大腕、前腕、手首、手などの駆動機構から構成され、多自由度機械システムを構成している。一部のロボットには歩行機構も備わっている。産業用ロボットs6自由度、あるいはそれ以上の自由度を持つ場合もある。手首の可動自由度は一般的に1～3自由度である。
2. 駆動システム
駆動システムは産業用ロボットs動力源によって、油圧式、空気圧式、電気式の3種類に分類されます。これらの3種類は、必要に応じて複合駆動システムに組み合わせることもできます。また、同期ベルト、歯車列、歯車などの機械式伝達機構を介して間接的に駆動することも可能です。駆動システムは、動力装置と伝達機構を備えており、これらを用いて機構の対応する動作を実現します。これら3種類の基本駆動システムにはそれぞれ特徴があります。現在の主流は電気駆動システムです。 慣性が低く、トルクが大きいACおよびDCサーボモーターと、それらをサポートするサーボドライブ（AC周波数コンバータ、DCパルス幅変調器）が広く使用されています。このタイプのシステムはエネルギー変換を必要とせず、使いやすく、制御が敏感です。ほとんどのモーターは、減速機という繊細な伝達機構を必要とします。減速機の歯はギア速度コンバータを使用して、モーターの逆回転数を必要な逆回転数に減らし、より大きなトルク装置を得ることで、速度を下げてトルクを増加させます。負荷が大きい場合、サーボモーターの出力を無闇に増加させると非常にコスト効率が良く、適切な速度範囲内で減速機を介して出力トルクを増加させることができます。サーボモーターは、低周波数で動作するときに熱と低周波振動を起こしやすいです。長期間の繰り返し作業は、正確で信頼性の高い動作を確保するのに適していません。精密減速モーターの存在により、サーボモーターを適切な速度で動作させることができ、機械本体の剛性を強化し、より大きなトルクを出力できます。現在、主流の減速機は、ハーモニック減速機とRV減速機の2つです。
3.制御システム
のロボット制御システムはロボットの頭脳であり、ロボットの機能と動作を決定する主要な要素です。制御システムは、入力プログラムに従って駆動システムと実行機構にコマンド信号を送信し、それらを制御します。産業用ロボット 制御技術は、活動範囲、姿勢と軌道、および動作時間を制御することです。産業用ロボット作業スペース内で使用できます。シンプルなプログラミング、ソフトウェアメニュー操作、使いやすいヒューマンコンピュータインタラクションインターフェース、オンライン操作プロンプト、便利な使用といった特徴を備えています。 制御システムはロボットの中核であり、関連する海外企業は私たちの実験に密接に関わっています。近年、マイクロエレクトロニクス技術の発展に伴い、マイクロプロセッサの性能はますます向上し、価格はますます安くなっています。現在では、1～2米ドルの32ビットマイクロプロセッサが市場に登場しています。コスト効率の高いマイクロプロセッサは、ロボットコントローラに新たな開発機会をもたらし、低コストで高性能なロボットコントローラの開発を可能にしました。システムに十分な演算能力と記憶能力を持たせるため、ロボットコントローラは現在、主に強力なARMシリーズ、DSPシリーズ、POWERPCシリーズ、Intelシリーズなどのチップで構成されています。 既存の汎用チップの機能や性能は、価格、機能性、統合性、インターフェースの点で一部のロボットシステムの要求を完全に満たすことができないため、ロボットシステムにおけるSoC（System on Chip）技術の需要が高まっています。プロセッサが必要なインターフェースと統合されているため、システム周辺回路の設計が簡素化され、システムサイズが縮小され、コストが削減されます。たとえば、ActelはNEOSまたはARM7プロセッサコアをFPGA製品に統合して、完全なSoCシステムを構築しています。ロボット技術コントローラに関しては、その研究は主に米国と日本に集中しており、米国のDELTATAU社や日本のPengli社など、成熟した製品が存在します。これらのモーションコントローラはDSP技術をコアとし、PCベースのオープン構造を採用しています。 4. エンドエフェクタ エンドエフェクタは、マニピュレータの末端関節に接続される部品です。一般的に、物体をつかんだり、他の機構と接続したり、必要な作業を実行したりするために使用されます。ロボットメーカーは通常、エンドエフェクタを設計・販売することはなく、ほとんどの場合、シンプルなグリッパーのみを提供します。通常、エンドエフェクタはロボットの6軸フランジに取り付けられ、溶接、塗装、接着、部品の積み下ろしなど、ロボットによる作業を必要とする特定の環境下での作業を完了させます。
サーボモーターの概要 サーボドライバは、「サーボコントローラ」や「サーボアンプ」とも呼ばれ、サーボモータを制御するために使用されるコントローラです。その機能は、一般的な交流モータにおける周波数変換器に似ており、サーボシステムの一部を構成します。一般的に、サーボモータは位置、速度、トルクの3つの方法で制御され、伝達システムの高精度な位置決めを実現します。
1. サーボモーターの分類 サーボモーターは、DCサーボモーターとACサーボモーターの2種類に分けられます。
ACサーボモータは、さらに非同期サーボモータと同期サーボモータに分類されます。現在、ACシステムは徐々にDCシステムに取って代わりつつあります。DCシステムと比較して、ACサーボモータは、高い信頼性、優れた放熱性、小さな慣性モーメント、高圧下での動作能力といった利点があります。ブラシや操舵装置がないため、ACサーボシステムはブラシレスサーボシステムとも呼ばれ、使用されるモータは、ブラシレス構造のケージ型非同期モータや永久磁石同期モータです。 1) DCサーボモーターは、ブラシ付きモーターとブラシレスモーターに分けられます。
①ブラシ付きモーターは、低コスト、シンプルな構造、大きな始動トルク、広い速度範囲、容易な制御、メンテナンスが必要だがメンテナンスは容易（カーボンブラシの交換）、電磁干渉が発生する、使用環境に制約がある、コスト管理が重要な一般産業および民生状況で一般的に使用される。
②ブラシレスモーターは、小型軽量でありながら、高出力かつ高速応答性を備えています。高速回転と低慣性、安定したトルク、滑らかな回転を実現します。制御は複雑かつインテリジェントです。電子整流方式は柔軟性に富み、方形波または正弦波による整流が可能です。メンテナンスフリーで高効率、省エネルギー、低電磁放射、低温度上昇、長寿命で、様々な環境に適しています。
2. 各種サーボモーターの特性
1) DCサーボモーターの利点と欠点 利点：精密な速度制御、非常に優れたトルクと速度特性、シンプルな制御原理、使いやすさ、そして低価格。 欠点：ブラシ整流、速度制限、追加抵抗、摩耗粉の発生（粉塵のない環境や爆発性環境には不向き）
2) ACサーボモーターの利点と欠点 利点: 優れた速度制御特性、全速度範囲でのスムーズな制御、振動がほとんどない、90%以上の高効率、発熱が少ない、高速制御、高精度位置制御（エンコーダ精度による）、定格動作範囲内で一定トルク、低慣性、低騒音、ブラシ摩耗なし、メンテナンスフリー（粉塵のない環境や爆発性環境に適している）を実現できます。 デメリット：制御がより複雑になり、ドライバパラメータを現場で調整する必要があり、PIDパラメータを決定する必要があり、接続箇所も多くなります。 現在、主流のサーボドライブは、制御コアとしてデジタル信号プロセッサ（DSP）を使用しており、比較的複雑な制御アルゴリズムを実装し、デジタル化、ネットワーク化、インテリジェント化を実現できます。パワーデバイスは一般的に、インテリジェントパワーモジュール（IPM）をコアとして設計されたドライブ回路を使用します。IPMはドライブ回路を統合し、過電圧、過電流、過熱、低電圧などの故障検出および保護回路を備えています。ソフトウェアもメイン回路に追加されています。起動回路は、起動プロセスがドライバに与える影響を軽減します。パワードライブユニットは、まず入力三相電力または主電源を三相フルブリッジ整流回路で整流し、対応する直流を取得します。整流された三相電力または主電源は、三相正弦波PWM電圧インバータによって周波数に変換され、三相永久磁石同期ACサーボモータを駆動します。パワードライブユニットの全プロセスは、簡単に言えばAC-DC-ACプロセスです。整流ユニット（AC-DC）のメイントポロジ回路は、三相フルブリッジ非制御整流回路です。
高調波減速機の分解図 日本のナブテスコ社は、1980年代初頭にRV設計を提案してから、1986年にRV減速機の研究で大きなブレークスルーを達成するまでに6〜7年かかりました。中国で最初に成果を出した南通振康と恒豊泰も、同様に6〜8年かかりました。これは、私たちの地元の企業にはチャンスがないという意味でしょうか？良いニュースは、数年間の展開を経て、中国企業がついにいくつかのブレークスルーを達成したということです。
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投稿日時：2023年9月15日
