辛格林納多軸伺服案例應(yīng)用

　　并聯(lián)機(jī)器人定義為動(dòng)平臺(tái)和定平臺(tái)通過(guò)兩個(gè)或以上獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)鏈相連接，結(jié)構(gòu)具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的自由度，通過(guò)并聯(lián)的方式來(lái)驅(qū)動(dòng)的一種閉環(huán)機(jī)構(gòu)。

　　并聯(lián)機(jī)器人通過(guò)電機(jī)置于定平臺(tái)上的方式，保證了運(yùn)動(dòng)部分的輕量化設(shè)計(jì)，能夠達(dá)到重量輕、速度高、節(jié)拍快的特點(diǎn)。配合視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)抓取，其廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、電子等輕工業(yè)，在物料的搬運(yùn)、包裝、分揀等方面有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，大幅度提高了流水線上的生產(chǎn)效率。

　　1 設(shè)備主要結(jié)構(gòu)

　　常見(jiàn)的并聯(lián)機(jī)器人如下圖所示的四軸機(jī)器，能夠沿三位空間X、Y、Z軸平動(dòng)和繞Z軸旋轉(zhuǎn)的功能。其機(jī)械結(jié)構(gòu)通過(guò)電機(jī)連接減速機(jī)后直連主臂，主臂通過(guò)限位器連接副臂，在定平臺(tái)上或者動(dòng)平臺(tái)上會(huì)有第四軸用于繞Z軸旋轉(zhuǎn)。運(yùn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)帶動(dòng)主臂在一定角度內(nèi)上下擺動(dòng)，帶動(dòng)副臂實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)的精準(zhǔn)定位動(dòng)作。

圖1 設(shè)備主要結(jié)構(gòu)

　　2 Ωm-N1伺服驅(qū)動(dòng)器

　　本方案采用了辛格林納(Sigriner)Ωm-N1系列多軸伺服驅(qū)動(dòng)。該系統(tǒng)采用EtherCAT總線通訊，基于直流母線動(dòng)力架構(gòu)，支持多驅(qū)動(dòng)單元級(jí)連供電，三軸一體和四軸一體可以靈活定制，滿(mǎn)足不同的應(yīng)用場(chǎng)景。

　　3 設(shè)備主要結(jié)構(gòu)

圖2 系統(tǒng)配置圖

圖3 穿墻安裝式伺服

　　方案主要配置如上圖所示，機(jī)器人控制系統(tǒng)通過(guò)EtherCAT總線與Ωm-N1驅(qū)動(dòng)連接，驅(qū)動(dòng)下分別帶有Delta機(jī)器人的1、2、3、4軸。一鍵剛性調(diào)整功能，能夠簡(jiǎn)單快速完成系統(tǒng)響應(yīng)性的調(diào)試，減少客戶(hù)的調(diào)試時(shí)間。通過(guò)驅(qū)動(dòng)的3倍過(guò)載能力和硬件電流環(huán)響應(yīng)，能夠保證在標(biāo)準(zhǔn)的門(mén)字形測(cè)試動(dòng)作下節(jié)拍達(dá)到200次/分。出色的整定算法能夠有效減少機(jī)械本體在高速運(yùn)行中產(chǎn)生的抖動(dòng)。

　　辛格林納Ωm-N1產(chǎn)品借助其出色功率密度，對(duì)比同等功率的伺服，安裝體積能夠縮減30%左右，采用穿墻安裝的方式，進(jìn)一步提升柜內(nèi)空間并提高電柜的防護(hù)等級(jí)。

　　視頻

　　4 解決的問(wèn)題

　　智能驅(qū)動(dòng)，一鍵整定

圖4 一鍵自整定功能

圖5 自整定完成參數(shù)

　　如圖所示，借助Ω平臺(tái)所搭建的一鍵自整定功能，客戶(hù)能夠輕松完成自整定的操作，整定后的參數(shù)直接滿(mǎn)足設(shè)備使用需求，大幅縮減了現(xiàn)場(chǎng)使用人員的調(diào)試時(shí)間。

　　專(zhuān)治機(jī)械“帕金森”癥

圖6 軌跡整形前

圖7 軌跡整形后

　　通過(guò)Ω平臺(tái)出色的軌跡整形算法，在同樣的控制指令下，借助整形算法后，能夠有效減小設(shè)備運(yùn)行中的電流波動(dòng)。在200次以上的高速節(jié)拍運(yùn)行中依舊能夠保證機(jī)械的平穩(wěn)運(yùn)行，從而延長(zhǎng)了機(jī)械本體的壽命。

　　多重保護(hù)，安心使用

　　在并聯(lián)機(jī)械高速運(yùn)行的時(shí)候，由于高速運(yùn)行的節(jié)拍，如果缺少優(yōu)秀的安全保護(hù)功能，在發(fā)生意外時(shí)可能會(huì)造成嚴(yán)重的撞機(jī)。Ω平臺(tái)系列伺服擁有的動(dòng)態(tài)制動(dòng)、垂直跌落、指令異常、防下墜等保護(hù)功能，能夠在發(fā)生意外時(shí)最大程度上保障客戶(hù)設(shè)備及人員安全，減少意外發(fā)生造成的損失。

　　5 方案總結(jié)

　　Ω平臺(tái)伺服采用標(biāo)準(zhǔn)的402協(xié)議，能夠配合市面上主流的控制系統(tǒng)，包括Keba在內(nèi)的機(jī)器人控制系統(tǒng)。

　　體積小巧，滿(mǎn)足客戶(hù)定制化需求

　　辛格林納Ωm-N1驅(qū)動(dòng)能夠完美匹配并聯(lián)機(jī)器人配置，體積小到一手掌握能夠?yàn)榭蛻?hù)節(jié)約電柜空間，選擇支架安裝，能進(jìn)一步壓縮安裝空間，滿(mǎn)足客戶(hù)的定制化需求。

　　動(dòng)態(tài)制動(dòng)，避免飛車(chē)碰撞

　　借助動(dòng)態(tài)制動(dòng)功能，避免因?yàn)楫惓Ｖ噶罨騽?dòng)作導(dǎo)致系統(tǒng)不受控飛車(chē)發(fā)生碰撞。

　　試機(jī)無(wú)憂(yōu)，節(jié)省調(diào)試時(shí)間

　　匹配自識(shí)別電機(jī)，能夠免去客戶(hù)調(diào)試的煩惱，只需一個(gè)剛性參數(shù)即可滿(mǎn)足客戶(hù)不同的響應(yīng)需求，大幅度縮短了整定時(shí)間。