산업용 로봇 지식 소개

산업용 로봇s 자동차 제조, 가전제품, 식품 등 산업 제조 분야에서 널리 사용됩니다. 반복적인 기계 작업을 대체할 수 있으며, 자체 동력과 제어 능력을 활용하여 다양한 기능을 수행하는 기계입니다. 사람의 명령에 따라 작동할 수도 있고, 미리 프로그래밍된 프로그램에 따라 작동할 수도 있습니다. 이제 기본적인 주요 구성 요소에 대해 알아보겠습니다.산업용 로봇s.

1.주제

로봇의 주요 구성 요소는 본체와 구동 메커니즘으로, 큰 팔, 팔뚝, 손목, 손 등을 포함하며, 이들은 다자유도 기계 시스템을 이룬다. 일부 로봇은 보행 메커니즘도 갖추고 있다.산업용 로봇s6자유도 이상을 가질 수 있습니다. 손목은 일반적으로 1~3자유도의 움직임을 가지고 있습니다.

2. 구동 시스템

구동 시스템산업용 로봇s구동 시스템은 동력원에 따라 유압식, 공압식, 전기식의 세 가지 범주로 나뉩니다. 이 세 가지 유형은 요구 사항에 따라 복합 구동 시스템으로 조합될 수도 있습니다. 또는 동기 벨트, 기어 트레인, 기어와 같은 기계적 전달 메커니즘을 통해 간접적으로 구동될 수도 있습니다. 구동 시스템은 동력 장치와 전달 메커니즘으로 구성되며, 이들은 메커니즘의 해당 동작을 구현하는 데 사용됩니다. 이 세 가지 기본 구동 시스템은 각각 고유한 특성을 가지고 있습니다. 현재 주류는 전기 구동 시스템입니다. 낮은 관성과 큰 토크를 가진 AC 및 DC 서보 모터와 이를 지원하는 서보 드라이브(AC 주파수 변환기, DC 펄스 폭 변조기)가 널리 사용됩니다. 이러한 시스템은 에너지 변환이 필요 없고 사용이 간편하며 제어가 정밀합니다. 대부분의 모터에는 정밀한 변속 메커니즘인 감속기가 필요합니다. 감속기는 기어 속도 변환기를 사용하여 모터의 역회전 수를 필요한 역회전 수로 줄여 더 큰 토크를 발생시키는 장치입니다. 이를 통해 속도를 줄이고 토크를 증가시킵니다. 부하가 클 경우 서보 모터의 출력을 무작정 증가시키는 것이 비용 효율이 매우 높으며, 감속기를 통해 적절한 속도 범위 내에서 출력 토크를 증가시킬 수 있습니다. 서보 모터는 저주파수에서 작동할 때 발열과 저주파 진동이 발생하기 쉽습니다. 장시간 반복 작업 시 정확하고 안정적인 작동을 보장하기 어렵습니다. 정밀 감속기를 사용하면 서보 모터가 적절한 속도로 작동하여 기계 본체의 강성을 강화하고 더 큰 토크를 출력할 수 있습니다. 현재 널리 사용되는 감속기에는 하모닉 감속기와 RV 감속기 두 가지가 있습니다.

3. 제어 시스템

그만큼로봇 제어 시스템로봇의 두뇌이자 로봇의 기능과 작동 방식을 결정하는 핵심 요소인 제어 시스템은 입력된 프로그램에 따라 구동 시스템과 실행 메커니즘에 명령 신호를 보내고 이를 제어합니다. 제어 시스템의 주요 임무는 다음과 같습니다.산업용 로봇 제어 기술은 활동 범위, 자세 및 궤적, 그리고 동작 시간을 제어하는 ​​기술입니다.산업용 로봇이 소프트웨어는 작업 공간에 적합합니다. 간단한 프로그래밍, 소프트웨어 메뉴 조작, 사용자 친화적인 인터페이스, 온라인 작업 안내 및 편리한 사용 등의 특징을 가지고 있습니다. 제어 시스템은 로봇의 핵심이며, 관련 해외 기업들이 저희 실험에 긴밀히 참여하고 있습니다. 최근 마이크로 전자 기술의 발전으로 마이크로프로세서의 성능은 점점 향상되고 가격은 점점 저렴해지고 있습니다. 이제 1~2달러 정도의 가격으로 32비트 마이크로프로세서가 시장에 출시되었습니다. 이러한 가격 경쟁력 있는 마이크로프로세서는 로봇 제어기 개발에 새로운 가능성을 열어주었으며, 저비용 고성능 로봇 제어기 개발의 잠재력을 보여주고 있습니다. 시스템에 충분한 연산 및 저장 용량을 확보하기 위해 로봇 제어기는 현재 대부분 강력한 ARM 시리즈, DSP 시리즈, POWERPC 시리즈, 인텔 시리즈 등의 칩으로 구성되어 있습니다.   기존의 범용 칩은 가격, 기능, 통합 및 인터페이스 측면에서 일부 로봇 시스템의 요구 사항을 완전히 충족하지 못하기 때문에 로봇 시스템에서 SoC(시스템 온 칩) 기술에 대한 수요가 증가하고 있습니다. SoC는 프로세서와 필요한 인터페이스가 통합되어 시스템 주변 회로 설계를 간소화하고 시스템 크기를 줄이며 비용을 절감할 수 있습니다. 예를 들어, 액텔(Actel)은 NEOS 또는 ARM7 프로세서 코어를 FPGA 제품에 통합하여 완전한 SoC 시스템을 구현합니다. 로봇 기술 컨트롤러 분야에서는 연구가 주로 미국과 일본에 집중되어 있으며, 미국의 델타토(DELTATAU), 일본의 펭리(Pengli) 등과 같은 성숙한 제품들이 있습니다. 이들 기업의 모션 컨트롤러는 DSP 기술을 핵심으로 하고 PC 기반의 개방형 구조를 채택하고 있습니다. 4. 엔드 이펙터 엔드 이펙터는 매니퓰레이터의 마지막 관절에 연결되는 부품입니다. 일반적으로 물체를 잡거나, 다른 메커니즘과 연결하거나, 필요한 작업을 수행하는 데 사용됩니다. 로봇 제조업체는 보통 엔드 이펙터를 직접 설계하거나 판매하지 않고, 대부분 단순한 그리퍼만 제공합니다. 엔드 이펙터는 일반적으로 로봇의 6축 플랜지에 장착되어 용접, 도장, 접착, 부품 적재 및 하역과 같이 로봇이 수행해야 하는 특정 환경에서의 작업을 완료하는 데 사용됩니다.

서보 모터 개요 서보 드라이버는 "서보 컨트롤러" 또는 "서보 앰프"라고도 불리며, 서보 모터를 제어하는 ​​데 사용되는 제어기입니다. 일반적인 AC 모터의 주파수 변환기와 유사한 기능을 하며, 서보 시스템의 구성 요소입니다. 일반적으로 서보 모터는 위치, 속도, 토크의 세 가지 방식으로 제어되어 구동 시스템의 고정밀 위치 제어를 구현합니다.

1. 서보 모터의 분류 서보 모터는 DC 서보 모터와 AC 서보 모터의 두 가지 범주로 나뉩니다.

교류 서보 모터는 비동기 서보 모터와 동기 서보 모터로 further 세분화됩니다. 현재 교류 시스템은 직류 시스템을 점차 대체하고 있습니다. 교류 서보 모터는 직류 시스템에 비해 높은 신뢰성, 우수한 방열 성능, 작은 관성 모멘트, 고압 환경에서의 작동 능력 등의 장점을 가지고 있습니다. 브러시와 구동 기어가 없기 때문에 교류 서보 시스템은 브러시리스 서보 시스템으로도 불리며, 여기에 사용되는 모터는 브러시리스 구조의 케이지형 비동기 모터와 영구 자석 동기 모터입니다. 1) DC 서보 모터는 브러시 모터와 브러시리스 모터로 나뉩니다.

①브러시 모터는 저렴한 가격, 간단한 구조, 큰 시동 토크, 넓은 속도 범위, 쉬운 제어 등의 장점을 가지고 있습니다. 유지 보수가 필요하지만 (카본 브러시 교체) 유지 보수가 간편하고, 전자기 간섭을 발생시키며, 사용 환경에 대한 요구 사항이 있으며, 일반적으로 비용 절감에 민감한 일반 산업 및 민간 분야에 사용됩니다.

②브러시리스 모터는 크기가 작고 무게가 가벼우며, 출력이 크고 응답 속도가 빠릅니다. 고속 회전이 가능하고 관성이 작으며, 토크가 안정적이고 회전이 부드럽습니다. 제어는 복잡하고 지능적이며, 전자식 정류 방식을 사용하여 구형파 또는 정현파로 유연하게 정류할 수 있습니다. 또한 유지보수가 필요 없고 효율적이며, 에너지 절약, 전자기파 방출량 감소, 온도 상승 감소, 긴 수명 등의 장점을 가지고 있어 다양한 환경에 적합합니다.

2. 다양한 유형의 서보 모터의 특징

1) DC 서보 모터의 장점과 단점 장점: 정밀한 속도 제어, 매우 강력한 토크 및 속도 특성, 간단한 제어 원리, 사용 편의성, 저렴한 가격. 단점: 브러시 정류, 속도 제한, 추가 저항 발생, 마모 입자 생성 (먼지가 없는 환경 및 폭발 위험 환경에는 적합하지 않음)

2) AC 서보 모터의 장점과 단점 장점: 우수한 속도 제어 특성, 전 속도 범위에서 부드러운 제어, 진동 거의 없음, 90% 이상의 고효율, 낮은 발열, 고속 제어, 고정밀 위치 제어(인코더 정확도에 따라 다름), 정격 작동 영역 내에서 일정한 토크 구현, 낮은 관성, 저소음, 브러시 마모 없음, 무보수(먼지 및 폭발 위험 환경에 적합). 단점: 제어 방식이 더 복잡하고, 드라이버 매개변수를 현장에서 조정해야 하며, PID 매개변수를 직접 결정해야 하고, 더 많은 연결이 필요합니다. 현재 주류 서보 드라이브는 디지털 신호 처리기(DSP)를 제어 코어로 사용하여 비교적 복잡한 제어 알고리즘을 구현하고 디지털화, 네트워크화 및 지능화를 달성합니다. 전력 장치는 일반적으로 지능형 전력 모듈(IPM)을 핵심으로 설계된 구동 회로를 사용합니다. IPM은 구동 회로와 과전압, 과전류, 과열, 저전압 등의 고장 감지 및 보호 회로를 통합합니다. 또한, 주 회로의 시동 회로에 소프트웨어를 추가하여 시동 과정이 드라이버에 미치는 영향을 줄입니다. 전력 구동 장치는 먼저 입력 3상 전원 또는 주전원을 3상 풀 브리지 정류 회로를 통해 정류하여 해당 직류를 얻습니다. 정류된 3상 전원 또는 주전원은 3상 정현파 PWM 전압 인버터를 통해 주파수로 변환되어 3상 영구 자석 동기식 AC 서보 모터를 구동합니다. 전력 구동 장치의 전체 과정은 간단히 AC-DC-AC 과정이라고 할 수 있습니다. 정류 장치(AC-DC)의 주요 토폴로지 회로는 3상 풀 브리지 비제어 정류 회로입니다.

하모닉 감속기의 분해도 일본의 나브테스코(Nabtesco)사가 1980년대 초 RV 감속기 설계안을 제안한 후 1986년에 RV 감속기 연구에서 상당한 진전을 이루기까지 6~7년이 걸렸습니다. 중국에서 최초로 성과를 낸 난퉁전캉(Nantong Zhenkang)과 헝펑타이(Hengfengtai)사 역시 6~8년의 시간이 소요되었습니다. 그렇다면 우리 국내 기업들에게는 기회가 없는 것일까요? 다행히도 수년간의 연구 개발 끝에 중국 기업들이 마침내 몇 가지 돌파구를 마련했습니다.

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