Bäş okly serwo robotlaryň takyklygyny nädip üpjün etmeli?

Bäş okly serwo robotlaryň takyklygyny nädip üpjün etmeli? Esasy tehnologiýadan durmuşa geçirmäge çenli

Takyk önümçilikde, elektron ýygnamakda, lukmançylyk enjamlaryny gaýtadan işlemekde we beýleki ugurlarda bäş okly serwo robotlaryň takyklygy önümiň hilini we önümçilik netijeliligini gönüden-göni kesgitleýär. Üç okly robot bilen deňeşdirilendeOk robotlary,bäş okly ulgamlar, iki goşmaça aýlanýan ok bilen (köplenç A, C ýa-da B oklary) has çylşyrymly giňişlik hereketini amala aşyryp biler, ýöne bu takyklyk gözegçiligine has ýokary talaplary hem goýýar - hatda 0,01 mm ýalňyşlyk hem bölekleriň galyndysyna we önümçilik liniýasynyň togtamagyna sebäp bolup biler. Bu makala bäş okly serwo robotlaryň takyklygyny üpjün etmegiň esasy usullaryny bäş esasy tarapdan seljerer: mehaniki dizaýn, serwo ulgamy, dolandyryş algoritmi, gurnama we işe girizmek, şeýle hem yzygiderli tehniki hyzmat, kärhanany saýlamak we işletmek üçin amaly gollanma berer.

Birinji. Mehaniki gurluş: Takyklygyň "fiziki binýady": Taslama çeşmesinden ýalňyşlyklaryň gözegçiligi

Bäş okly serwo robotyň takyklygy, esasan, onuň mehaniki gurluşynyň durnuklylygyna baglydyr. Onuň bölekleriniň islendik deformasiýa, döwülme ýa-da aşynmagy gönüden-göni hereket ýalňyşlyklaryna öwrüler. Aşakdaky üç esasy böleklere üns beriň:

1. Esasy geçirijilik bölekleri: Dogry görnüşi we dolandyryş takyklygyny saýlamak
Geçiriş ulgamy güýç geçirijiliginiň we takyk ýerine ýetirilişiniň açarydyr. Umumy geçirijilik usullaryna şar wintleri, garmoniki reduktorlary we planetar reduktorlary girýär. Bularyň ýük we takyklyk talaplaryna esaslanyp deňeşdirilmegi zerurdyr:

Şar wintler: Bular çyzykly oklaryň (meselem, X/Y/Z oklary) hereketine jogapkärdir. Olaryň takyklygy ýerleşdiriş ýalňyşlygyna gönüden-göni täsir edýär. C3 ýa-da ondan ýokary takyklygy saýlamagy maslahat berýäris (ýerleşdiriş ýalňyşlygy ≤ 0.008mm/300mm). Wint bilen gaýkanyň arasyndaky yza gaýtmany aradan aýyrmak üçin öňünden ýükleme mehanizmi (meselem, goşa gaýka öňünden ýükleme) ulanylmaly. Uzak wagtlap ulanylandan soň aşynmagy we deformasiýany azaltmak üçin ýokary berklikli legirlenen polat (meselem, SUJ2) has gowy ulanylmaly we berkidilmeli (ýüziň berkligi ≥ HRC58).

Garmonik reduktorlar: Aýlanýan oklarda (meselem, A/C oklarynda) ulanylýan bu enjamlar ýokary geçirijilik gatnaşygy we ykjam ölçeg ýaly artykmaçlyklary hödürleýär. Şeýle-de bolsa, fleksşplineniň elastik deformasiýalary gaýtarma ýalňyşlyklaryna sebäp bolup biler. ≤1 ýaý minutyna deň gaýtarma ýalňyşlygy bolan ýokary takyklykly modeli saýlaň. Şeýle hem, fleksşpline ýadawlyk zyýanyny azaltmak üçin giriş tizligini dolandyryň (nominal tizligiň 80% -inden geçmäň). Käbir ýokary derejeli enjamlar real wagt režiminde elastik deformasiýa ýalňyşlyklarynyň öwezini dolmak üçin garmonik reduktoryň we absolýut kodlaýjynyň utgaşmasyny ulanýar.

Ýol görkezijiler: Bular robotyň hereketini gönükdirýär we geçiriji bölekleri bilen parallelligi saklamalydyr. Çyzykly rolikli ýol görkezijiler maslahat berilýär (olar şarly ýol görkezijilere garanyňda has uly ýük göterijiligi we berkligi üpjün edýär). Gurnama wagtynda, ýol görkeziji reýsiň egilmegi sebäpli "süýşmegiň" ýa-da deňleşdirilmezligiň öňüni almak üçin, ýol görkeziji reýsiň parallelligini lazer interferometri arkaly (≤0.005mm/m ýalňyşlyk bilen) kalibrläň.

2. Ramka: berklik we ýeňillik arasyndaky deňagramlylyk

Ramanyň ýeterlik derejede berk däldigi, esasanam ýokary tizlikde ýa-da agyr ýükleriň aşagynda hereket wagtynda "titreme deformasiýasyna" sebäp bolup biler, bu ýerde ýalňyşlyklar ulaldylýar. Dizayn meseleleri:

Material saýlamagy: Kiçi we orta ýük göteriji manipulýatorlar üçin ýokary berklikli alýumin erginleri (meselem, 6061-T6) ulanylyp bilner, ýeňilligi we berkligi deňleşdirýär. Agyr ýük göteriji ulanylyşlar üçin (ýükler > 50 kg), çoýun (meselem, HT300) ýa-da kebşirlenen polat gurluşlar maslahat berilýär. Uzak möhletli ulanylandan soň içki dartgynlyklary aradan aýyrmak we deformasiýany azaltmak üçin könelme bejergisi ulanylyp bilner.

Gurluş optimizasiýasy: Çarçuwanyň burulma berkligini ýokarlandyrmak üçin "üçburçluk daýanç" ýa-da "guty görnüşli" dizaýny kabul ediň. Lokal dartgynlylygyň öňüni almak üçin esasy ýük göteriji ýerlere (meselem, aýlanýan ok birikmelerine) berkidiji gapgalary goşuň. Mysal üçin, awtoulag böleklerini öndürijiden bäş okly manipulýator çarçuwanyň burulma berkligini 150 N·m/° -den 280 N·m/° -e çenli ýokarlandyrmak arkaly dinamiki hereket ýalňyşlygyny 40% azaldy.

3. Uç effektory: Ýüke uýgunlaşyň we "uçdaky aşaklamany" azaldyň

Uç effektorynyň (meselem, tutujynyň ýa-da sorujynyň) agramy we gurnama takyklygy manipulýatoryň "uçunyň ýerleşiş takyklygyna" täsir eder. "Ýük deňleşdirme" prinsipine eýerilmelidir:

Soňky ýük robotyň nominal ýüküniň 80% -inden geçmeli däl (aşa köp ýüklenme sebäpli miliň deformasiýasyndan gaça durmak üçin);

Işlediji bilen robot flanşynyň arasyndaky baglanyşyk dübel ştiftleri we ýokary berklikli boltlar arkaly berkidilmelidir. Flanşyň ýüzüniň tekizlik ýalňyşlygy ≤ 0,003 mm, koaksiallyk ýalňyşlygy bolsa birikmäniň eksentrikligi sebäpli uçlaryň deňleşdirilmezliginiň öňüni almak üçin ≤ 0,005 mm bolmaly.

Ikinji. Servo ulgamy: Dolandyryş derejesinde gyşarnyklary azaldýan takyklygyň "güýç özeni".

Bäş okly serwo robotyň hereketiniň takyklygy, esasan, "serwo ulgamynyň buýruklary ýerine ýetirmek ukybydyr" - buýruk iberilenden soň, serwo motory, sürüji we kodlaýjy ýalňyşlyklary azaltmak üçin bilelikde işlemelidir. Aşakdaky üç tarap esasy optimizasiýany talap edýär:

1. Servo Motor: Dogry Görnüşi Saýlaň + Çözgüdi Gowylandyryň

Serwo motor "güýç çykyş çeşmesi" bolup durýar we onuň takyklygy hereketiň ýumşaklygyny we ýerleşiş takyklygyny gönüden-göni kesgitleýär.

Görnüş saýlamagy: Hemişelik magnitli sinhron serwo motorlar has gowy görülýär (olar asinxron motorlara garanyňda 30% has ýokary jogap tizligini we 20% az moment tolkunyny hödürleýär). Bu, esasanam, ýokary tizlikli başlangyç-durma senariýalarynda (meselem, elektron komponentleriň ýygnalmagy) möhümdir, sebäbi olar ýeterlik moment sebäpli ýüze çykýan "ýitirilen ädimler" ýalňyşlyklaryny azaldyp bilýär.

Kodlaýjynyň çözgüdi: Kodlaýjy "ýerleşişiň yzyna gaýtaryş elementi" bolup durýar. Çözgüt näçe ýokary bolsa, pozisiýany anyklamak şonça-da takyk bolýar. Çyzyk oklary üçin 23-bitli absolýut kodlaýjyny (ýerleşişiň takyklygy ≤ 0.001 mm) we aýlanýan oklary üçin 17-bitli absolýut kodlaýjyny (burçluk takyklygy ≤ 0.005°) ulanmak maslahat berilýär. Artymly kodlaýjylar bilen deňeşdirilende, absolýut kodlaýjylar "öý kalibrlemesini" talap etmeýär, bu bolsa elektrik togunyň kesilmeginden we täzeden başlandan soň pozisiýanyň üýtgemeleriniň öňüni alyp biler.

2. Sürüji: Aşakdaky ýalňyşlyklary azaltmak üçin dolandyryş algoritmini optimizirläň

Serwo sürüji "motor dolandyryş merkezi" bolup, onuň algoritminiň hili onuň ýalňyşlyklaryň öwezini dolmak mümkinçiliklerine gönüden-göni täsir edýär. Aşakdaky esasy funksiýalar işjeňleşdirilmelidir:
PID parametriniň awtomatiki sazlanmagy: Sürüji awtomatiki usulda motoryň ýüküni we inersiýasyny kesgitleýär, proporsional (P), integral (I) we differensial (D) parametrlerini optimizirläp, artykmaç täsiri (meselem, ýerleşdirilende yrgyldama) azaldýar. Mysal üçin, 3C pudagyndaky müşderi sürüjiniň awtomatiki sazlanmagy arkaly ýalňyşlykdan soň X okuny 0,02 mm-den 0,008 mm-e çenli azaldýar.
Öňe süýşüriji gözegçilik: Bu, motoryň ýük üýtgemelerini (meselem, tizlenme wagtynda inersial güýç) öňünden çaklaýar we ýük üýtgemeleri sebäpli tizlik üýtgemeleriniň öňüni almak üçin moment kompensasiýasyny öňünden çykarýar. Bäş okly baglanyşyk senariýleri üçin (meselem, ýüzleý işleme) öňe süýşüriji gözegçilik kontur ýalňyşlygyny 30% -den gowrak azaldyp biler.
Rezonans basyşy: mehaniki rezonansy çözmek üçin Robot Mhereketiň üýtgemegi (meselem, ýokary tizlikli hereket wagtynda kadr titremesi), sürüji belli bir ýygylyklardaky titremeleri aradan aýyrmak üçin "kesik süzgüjini" ulanýar we rezonans sebäpli ýüze çykýan takyklyk üýtgeşmelerini azaldýar.

3. Bäş okly utgaşdyrylan dolandyryş: "Oklarara birikdiriş ýalňyşlygyny" çözmek

Bäş okly manipulýatorlar bilen iň uly kynçylyk köp okly hereketiň utgaşdyrylmagydyr. Bäş okuň hemmesi bir wagtda hereket edende, her okuň tizligi we tizlenmesi berk gabat gelmelidir, ýogsam "kontur ýalňyşlyklary" (meselem, egri ýüzleri işläp bejerilende şekiliň üýtgemegi) ýüze çykar. Bu aşakdaky tehnologiýalar arkaly optimizasiýany talap edýär:

Kinematik öňe we ters algoritmler: Algoritmik ýakynlaşmalardan ýüze çykýan ýalňyşlyklaryň öňüni almak üçin her bir okuň hereket parametrlerini (meselem, aýlanýan oklaryň burç kompensasiýasyny) takyk hasaplamak üçin ýokary takyklykly bäş okly kinematik modeli ulanyň. Mysal üçin, "beşik görnüşli" bäş okly konfigurasiýa (A + C oklary) üçin algoritm aýlanýan we çyzykly oklaryň merkezleriniň arasyndaky üýtgeşmäni kompensasiýa etmeli.

Interpolýasiýa algoritmini optimizirlemek: Her ok üçin has ýumşak hereketi gazanmak we tizligiň birden üýtgemegi sebäpli ýüze çykýan täsir ýalňyşlyklaryny azaltmak üçin "splaýn interpolýasiýasyny" ýa-da "NURBS interpolýasiýasyny" (adaty çyzykly interpolýasiýadan has köp) ulanyň. Lukmançylyk enjamlaryny öndüriji NURBS interpolýasiýasyny ornaşdyrmak arkaly emeli birleşme ýüzüni işläp bejermegiň takyklygyny ±0,03 mm-den ±0,015 mm-e çenli ýokarlandyrdy.

Üçünji. Ýalňyşlyk üçin kompensasiýa: Doly üýtgeşmeleri aradan aýyrmak üçin tehnologiýany ulanyp, takyklyk üçin "düzediş usuly"

Mehaniki we serwo ulgamlar optimizirlenenden soň hem, içki ýalňyşlyklar (meselem, termal ýalňyşlyk, ýerleşdiriş ýalňyşlygy we geometrik ýalňyşlyk) saklanyp galar, bu bolsa olary has-da azaltmak üçin işjeň kompensasiýa usullaryny talap edýär:

1. Termal ýalňyşlyklaryň kompensasiýa: Temperatura üýtgemeleriniň "Görünmeýän öldürijisi"

Bäş okly robot işleýän wagty, sürtülme hereketlendirijide, gurşun wintde we ýol görkeziji reýsde ýylylyk döredýär, bu bolsa bölekleriň giňelmegine we deformasiýasyna sebäp bolýar. Mysal üçin, şar wintiň temperaturasynyň her 1°C ýokarlanmagy bilen, uzynlygy takmynan 11μm/m artýar, bu bolsa göni çyzykly oklaryň ýerleşişinde ýalňyşlyklara getirýär. Çözgütler aşakdakylary öz içine alýar:

Enjamlar: Temperaturanyň üýtgemegini real wagt režiminde gözegçilikde saklamak üçin motoryň we wintiň golaýynda temperatura datçiklerini (meselem, PT1000) gurnaň.

Programma üpjünçiligi: Sensor maglumatlaryna esaslanyp, ýalňyşlyklary awtomatiki usulda hasaplamak we öwezini dolmak üçin "temperatura ýalňyşlygy" matematiki modelini (meselem, çyzykly regressiýa modeli) işläp düzüň. Mysal üçin, stanok öndüriji bäş okly robotyň uzak möhletli iş takyklygyny (8 sagatlyk döwürde) ±0,025 mm-den ±0,012 mm-e çenli durnuklaşdyrmak üçin termal ýalňyşlyk öwezini dolmagy ulandy.

2. Ýerleşdiriş ýalňyşlygynyň kompensasiýa: "Her ädimi kalibrlemek" üçin lazer interferometrini ulanmak

Ýerleşdiriş ýalňyşlygy robotyň hakyky ýagdaýy bilen buýruk berlen ýagdaýynyň arasyndaky üýtgeşikligi aňladýar. Ol ýöriteleşdirilen enjamlar arkaly ölçelip, öwezini dolmaly:
Ölçeg gurallary: Her ok üçin ýerleşdiriş ýalňyşlygyny, gaýtalanma ýalňyşlygyny we tersine täsiri ölçemek üçin lazer interferometrini (meselem, Renishaw XL-80) ulanyň.
Kompensasiýa usuly: Ölçeg maglumatlaryny import ediň Robot Nämedolandyryş ulgamynda "ýalňyşlyk kompensasiýa tablisasyny" dörediň we hereket wagtynda real wagt düzedişlerini ulanyň. Mysal üçin, awiasiýa şaýlaryny öndüriji kärhanada lazer interferometriniň kalibrlemesi X okunyň ýerleşiş ýalňyşlygyny 0,018 mm-den 0,006 mm-e çenli azaldy.

3. Geometrik ýalňyşlyklaryň kompensasiýasyny almak: Gurluşyk dizaýnynda "Dogrudan-dogry çykgytlary" aradan aýyrmak

Bäş okly robotyň geometrik ýalňyşlyklary ok perpendikulýarlygy we aýlanma okunyň ekssentrikligi ýalňyşlyklaryny öz içine alýar, olar aşakdaky usullar arkaly öwezini dolmagy talap edýär:

Perpendikulýarlygy kalibrlemek: Çyzyk oklaryň arasyndaky perpendikulýarlygy ölçemek üçin kwadrat we siferblat görkezijisini ýa-da lazer interferometrini ulanyň (meselem, X we Y oklarynyň arasyndaky perpendikulýarlyk ýalňyşlygy ≤ 0,005 mm/m bolmaly). Bu ýalňyşlygy dolandyryş ulgamynyň "perpendikulýarlyk kompensasiýa" funksiýasyny ulanyp düzediň.

Aýlanma okunyň eksentrikligini ölçemek üçin şar şekilli tiri ulanyň (meselem, A okunyň aýlanma merkezi bilen Z okunyň arasyndaky üýtgeşiklik). Eksentrikligiň sebäp bolýan soňky pozisiýasynyň üýtgemelerinden gaça durmak üçin eksentrikligi kompensasiýa parametrleri soňra kinematik modele girizilýär.

Dördünji. Gurnamak we işe girizmek: Takyklygyň "Amala aşyrmagyň açary"; Jikme-jiklikler soňky netijeleri kesgitleýär

Enjamyň özi talap edilýän takyklyga laýyk gelse-de, nädogry gurnamak we işe girizmek takyklygyň ýitmegine getirip biler. Aşakdaky amallar berk berjaý edilmelidir:

1. Gurnamagyň esasy: Durnukly we deň esasly bolmagyny üpjün ediň

Fundament talaplary: Üstünde duran ýüz robot Topragyň çökmegi sebäpli egilmeleriň öňüni almak üçin gurnalan gurluş beton bilen gurşalan (berkligi ≥ C30) we galyňlygy ≥ 200 mm bolmaly.

Gorizontal Kalibrleme: Maşyn göwresini gorizontallyk üçin kalibrlemek üçin takyklyk derejesini (takyklyk 0.02mm/m) ulanyň. Çyzyk okunyň gorizontal ýalňyşlygy ≤ 0.01mm/m, aýlanýan okunyň ujundan çykýan çyzyk bolsa ≤ 0.005mm bolmaly.

2. Ok ulgamyndaky sazlamalar: Bir oklydan utgaşdyrylana çenli ädimme-ädim optimizirläň

Bir okly sazlama: Ilki bilen her okuň hereket takyklygyny (ýerleşdiriş ýalňyşlygyny we gaýtalanmagyny) aýratynlykda barlaň. Bir okly takyklyk standarta laýyk gelenden soň, köp okly utgaşdyrylan sazlamalara geçiň.

Utgaşdyrylan sazlamalar: Synag kesiş ýa-da traýektoriýa yzarlaýyş synagy arkaly (meselem, roboty öňünden kesgitlenen egri boýunça hereketlendirmek we traýektoriýa sapmasyny anyklamak üçin lazer yzarlaýjysyny ulanmak), kontur takyklygynyň standarta laýyk gelmegini üpjün etmek üçin bäş okly baglanyşyk parametrlerini optimizirlemek.

3. Ýük synagy: Takyklygyň durnuklylygyny barlamak üçin hakyky iş şertlerini modelirlemek

Hakyky önümçilikde ulanylýan "maksimum ýük" we "maksimum tizlik" esasynda 8-12 sagatlap üznüksiz ýük synagyny geçiriň.

Synag wagtynda takyklygyň ýük şertlerinde kabul ederlikli çäklerde galmagyny üpjün etmek üçin yzygiderli takyklyk barlaglaryny geçiriň (meselem, her 2 sagatda siferblat görkezijisi bilen soňky pozisiýanyň ýalňyşlygyny ölçeň).

Bäşinji. Gündelik tehniki hyzmat: Takyklygyň "uzak möhletli kepilligi": Öňüni almak abatlamakdan gowudyr

Bäş okly serwo robotyň takyklygy wagtyň geçmegi bilen azalar, şonuň üçin yzygiderli tehniki hyzmat tertibi möhümdir:

1. Transmissiýanyň böleklerine tehniki hyzmat: Aşynmagy azaltmak üçin ýaglamak we arassalamak

Şarly wint/ýol görkeziji reýsler: Gury sürtülme sebäpli aşynmagyň öňüni almak üçin her 50 sagatda ýöriteleşdirilen ýag (meselem, litiý esasly ýag) çalyň. Tozanyň ýol görkeziji reýse girmeginiň öňüni almak üçin ýol görkeziji reýsiň tozan örtügini her aý arassalaň.

Garmonik Reduktor: Çalgylaýjynyň derejesini her 200 sagatda barlaň we gerek bolsa ýöriteleşdirilen çalgylaýjyny (meselem, garmonik reduktoryň dişli ýagy) goşuň. Çalgylaýjyny her ýyl çalşyp duruň.

2. Servo ulgamynyň tehniki hyzmaty: Yzygiderli barlaglar we irki duýduryşlar

Kodlaýjy: Boşalan kabelleriň sebäp bolýan signal päsgelçilikleriniň öňüni almak üçin kodlaýjynyň korpusyny her çärýekde bir gezek arassalaň we kabel birikmeleriniň howpsuzlygyny barlaň.

Sürüş: Sürüjiniň sowadyjy wentylýatorynyň dogry işlemegini her aý barlaň we gyzgynlygyň sebäpli işiniň peselmeginiň öňüni almak üçin sowadyjy deşiklerden tozany arassalaň.

3. Takyklygy gaýtadan barlamak: Yzygiderli kalibrleme we wagtynda düzetmek

Lazer interferometri ýa-da şar tiri ulanyp, her okuň takyklygyny her üç aýda bir gezek gaýtadan barlaň. Eger ýalňyşlyk bosagadan geçse (meselem, ýerleşdiriş ýalňyşlygy > 0,01 mm), derrew gaýtadan öwezini dolyň.

Enjamyň uzak möhletde ýokary takyklyk bilen işlemegini üpjün etmek üçin her ýyl "doly takyklyk kalibrlemesini" ýerine ýetiriň, şol sanda mehaniki gurluş barlagyny, serwo parametrlerini optimizirlemegi we ýalňyşlyklaryň kompensasiýasyny täzelemegi ýerine ýetiriň.

Netije: Bäş okly serwo robotyň takyklygy bir ädim däl-de, "sistema taslamasydyr".

Bäş okly serwo robotyň takyklygyny üpjün etmek üçin toplumlaýyn ýaşaýyş döwrüniň çemeleşmesi gerek: "dizaýn we saýlama - önümçilik - gurnama we işe girizme - yzygiderli tehniki hyzmat". Mehaniki gurluş esas, serwo ulgamy esasy, ýalňyşlyklaryň öwezini dolmak serişde, gurnama we tehniki hyzmat bolsa howpsuzlyk çäreleridir. Kärhanalar üçin ýokary takyklykly enjamlary saýlamakdan başga-da, robotyň takyklygynyň önümçilik talaplaryna yzygiderli laýyk gelmegini üpjün etmek üçin yzygiderli kalibrleme, maglumatlary gözegçilikde saklamak we yzygiderli optimizasiýa arkaly "takyk dolandyryş aňyny" ösdürmek möhümdir.

Bäş okly serwo robotyň takyk dolandyryşynda anyk meselelere duçar bolsaňyz (meselem, bir okda aşa köp ýalňyşlyk ýa-da birikdiriş wagtynda kontur takyklygynyň ýeterlik däldigi), hakyky iş şertlerine esaslanýan goşmaça seljerme maksatly optimizasiýa çözgütlerini işläp düzmek üçin ulanylyp bilner, bu bolsa enjamyň "takyk önümçilik" gymmatyny hakykatdanam amala aşyrmagyna mümkinçilik berýär.