辛格林納多軸伺服案例應(yīng)用

　　并聯(lián)機器人定義為動平臺和定平臺通過兩個或以上獨立的運動鏈相連接，結(jié)構(gòu)具有兩個或兩個以上的自由度，通過并聯(lián)的方式來驅(qū)動的一種閉環(huán)機構(gòu)。

　　并聯(lián)機器人通過電機置于定平臺上的方式，保證了運動部分的輕量化設(shè)計，能夠達(dá)到重量輕、速度高、節(jié)拍快的特點。配合視覺檢測系統(tǒng)和動態(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、包裝、分揀等方面有著無可比擬的優(yōu)勢，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)

　　常見的并聯(lián)機器人如下圖所示的四軸機器，能夠沿三位空間X、Y、Z軸平動和繞Z軸旋轉(zhuǎn)的功能。其機械結(jié)構(gòu)通過電機連接減速機后直連主臂，主臂通過限位器連接副臂，在定平臺上或者動平臺上會有第四軸用于繞Z軸旋轉(zhuǎn)。運動時，電機帶動主臂在一定角度內(nèi)上下擺動，帶動副臂實現(xiàn)動平臺的精準(zhǔn)定位動作。

圖1 設(shè)備主要結(jié)構(gòu)

　　2 Ωm-N1伺服驅(qū)動器

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

　　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，機器人控制系統(tǒng)通過EtherCAT總線與Ωm-N1驅(qū)動連接，驅(qū)動下分別帶有Delta機器人的1、2、3、4軸。一鍵剛性調(diào)整功能，能夠簡單快速完成系統(tǒng)響應(yīng)性的調(diào)試，減少客戶的調(diào)試時間。通過驅(qū)動的3倍過載能力和硬件電流環(huán)響應(yīng)，能夠保證在標(biāo)準(zhǔn)的門字形測試動作下節(jié)拍達(dá)到200次/分。出色的整定算法能夠有效減少機械本體在高速運行中產(chǎn)生的抖動。

　　辛格林納Ωm-N1產(chǎn)品借助其出色功率密度，對比同等功率的伺服，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。

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　　4 解決的問題

　　智能驅(qū)動，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平臺所搭建的一鍵自整定功能，客戶能夠輕松完成自整定的操作，整定后的參數(shù)直接滿足設(shè)備使用需求，大幅縮減了現(xiàn)場使用人員的調(diào)試時間。

　　專治機械“帕金森”癥

圖6 軌跡整形前

圖7 軌跡整形后

　　通過Ω平臺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)備運行中的電流波動。在200次以上的高速節(jié)拍運行中依舊能夠保證機械的平穩(wěn)運行，從而延長了機械本體的壽命。

　　多重保護(hù)，安心使用

　　在并聯(lián)機械高速運行的時候，由于高速運行的節(jié)拍，如果缺少優(yōu)秀的安全保護(hù)功能，在發(fā)生意外時可能會造成嚴(yán)重的撞機。Ω平臺系列伺服擁有的動態(tài)制動、垂直跌落、指令異常、防下墜等保護(hù)功能，能夠在發(fā)生意外時最大程度上保障客戶設(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)的機器人控制系統(tǒng)。

　　體積小巧，滿足客戶定制化需求

　　辛格林納Ωm-N1驅(qū)動能夠完美匹配并聯(lián)機器人配置，體積小到一手掌握能夠為客戶節(jié)約電柜空間，選擇支架安裝，能進(jìn)一步壓縮安裝空間，滿足客戶的定制化需求。

　　動態(tài)制動，避免飛車碰撞

　　借助動態(tài)制動功能，避免因為異常指令或動作導(dǎo)致系統(tǒng)不受控飛車發(fā)生碰撞。

　　試機無憂，節(jié)省調(diào)試時間

　　匹配自識別電機，能夠免去客戶調(diào)試的煩惱，只需一個剛性參數(shù)即可滿足客戶不同的響應(yīng)需求，大幅度縮短了整定時間。