1.控制器
控制器是机器人系统的核心,用于控制机器人坐标轴位置和运动轨迹,输出运动轴的插补脉冲,其功能与数控(CNC)非常类似。控制器的常用结构有如图2-9所示的两种。
图2-9 机器人控制器
(a)工业计算机型;(b)机器人控制器
工业计算机(又称工业PC)型机器人控制器的主机和通用计算机并无本质的区别,但机器人控制器需要增加传感器、驱动器接口等硬件,这种控制器的兼容性好,软件安装方便、网络通信容易。
PLC(可编程序控制器)型机器人控制器以类似PLC的CPU模块作为中央控制器,然后通过选配各种PLC功能模块,如测量模块、轴控制模块等,来实现对机器人的控制,这种控制器的配置灵活,模块通用性好、可靠性高。
2.操作单元
工业机器人的现场编程一般通过示教操作实现,对操作单元的移动性能和手动性能的要求较高,但其显示功能一般不及数控系统,因此,机器人的操作单元以手持式为主,其常见形式有图2-10所示的3种。
图2-10 操作单元
(a)传统型;(b)菜单式;(c)智能终端型(www.daowen.com)
图2-10(a)为传统型操作单元,它由显示器和按键组成,操作者可通过按键直接输入命令和进行所需的操作,其使用简单,但显示器较小。这种操作单元多用于早期的工业机器人操作和编程,目前日系品牌还大量采用这种示教单元。
图2-10(b)为目前常用的菜单式操作单元,它由显示器和操作菜单键组成,操作者可通过操作菜单选择需要的操作。这种操作单元的显示器大,目前使用较普遍,但部分操作不及传统型操作单元简便直观。
图2-10(c)为智能终端型操作单元,它使用了目前较为流行的平板电脑,可以在其上进行APP开发,这种操作单元的最大优点是可直接通过WiFi连接控制器和网络,从而省略了操作单元和控制器间的连接电缆。智能终端型操作单元使用灵活、方便,是适合网络环境下使用的新型操作单元。
3.驱动器
驱动器实际上是用于将控制器的插补脉冲功率进行放大的装置,实现驱动电机位置、速度、转矩控制,驱动器通常安装在控制柜内。驱动器的形式取决于驱动电机的类型,伺服电机需要配套伺服驱动器,步进电机则需要使用步进驱动器。
机器人目前常用的驱动器以交流伺服驱动器为主,图2-11所示为集成式、模块式和独立式3种基本结构形式。
图2-11 驱动器
(a)集成式;(b)模块式;(c)独立式
集成式驱动器的全部驱动模块集成于一体,电源模块可以独立或集成,这种驱动器的结构紧凑、生产成本低,是目前使用较为广泛的结构形式。
模块式驱动器的电源模块为公用,驱动模块独立,驱动器需要统一安装。集成式、模块式驱动器不同控制轴间的关联性强,调试、维修和更换相对比较麻烦。
独立式驱动器的电源和驱动电路集成于一体,每一轴的驱动器可独立安装和使用,因此,其安装使用灵活、通用性好,其调试、维修和更换也较方便。
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