工业机器人技术第5章.ppt

第五章第五章 基本概念：基本概念：控制系统原理、结构与机床数控系统（控制系统原理、结构与机床数控系统（CNC）相同，）相同，（通过（通过插补插补生成进给脉冲，生成进给脉冲，数控系统课程介绍数控系统课程介绍）；）；大多数机器人控制系统都是由数控系统简化而来；大多数机器人控制系统都是由数控系统简化而来；伺服驱动一般采用伺服驱动一般采用通用伺服（通用伺服（伺服变频课程介绍伺服变频课程介绍）；机器人的编程方法与数控机床不同。机器人的编程方法与数控机床不同。一、控制系统组成一、控制系统组成1.1.系统组成系统组成 由由控制器控制器、操作单元（示教器）、伺服驱动、辅助操作单元（示教器）、伺服驱动、辅助电路电路4部分组成；通常采用部分组成；通常采用箱式箱式（小规格）、（小规格）、柜式柜式（中、大规格）集成结构。（中、大规格）集成结构。箱式箱式柜式柜式vv控制器控制器控制器控制器进行插补运算、生成进给脉冲、控制机器人轨迹；进行插补运算、生成进给脉冲、控制机器人轨迹；有集成有集成PLC、能进行开关量逻辑控制，但开放性不及、能进行开关量逻辑控制，但开放性不及CNC；通常不能由用户编程。；通常不能由用户编程。vv操作单元操作单元操作单元操作单元用于数据输入用于数据输入/输出、机器人操作、示教编程；输出、机器人操作、示教编程；采用可移动手持式结构，功能简单。采用可移动手持式结构，功能简单。vv伺服驱动伺服驱动伺服驱动伺服驱动功率较小、基本上都采用多轴集成的结构形式；功率较小、基本上都采用多轴集成的结构形式；伺服电机的速度、位置检测使用绝对编码器。伺服电机的速度、位置检测使用绝对编码器。vv辅助电路辅助电路辅助电路辅助电路由系统生产厂家设计、提供；由系统生产厂家设计、提供；器件多以模式、单元的形式安装。器件多以模式、单元的形式安装。2.机器人控制与机器人控制与CNC比较比较操作单元与操作单元与控制器集成控制器集成一体；操作、一体；操作、显示功能强显示功能强大。大。功率大、模块化结构，使用灵活方便功率大、模块化结构，使用灵活方便PLC完全向用户开放，功能强大完全向用户开放，功能强大辅助电路辅助电路（复杂）（复杂）、控制柜均、控制柜均需要用户自需要用户自行设计。行设计。二、控制系统连接二、控制系统连接1.1.电源连接电源连接电源连接电源连接vv电源要求电源要求电源要求电源要求 输入电压：按输入电压：按DIN VDE 0100标准标准Ue(+10%、-15%)AC200等级等级：200(日日韩韩)/220(中中)/230(欧欧)/240(澳澳)；允许范围：允许范围：200(-15%)230(+10%)=170253V；澳洲通用：澳洲通用：200(-15%)240(+10%)=170264V；AC400等级：等级：380(中中)/400(欧欧)/415 (澳澳)/440 (日韩台工日韩台工业用、南美业用、南美)/480(美洲部分美洲部分)；允许范围：允许范围：380(-15%)480(+10%)325528V；输入频率：输入频率：50/602%Hz。注意：注意：海拔超过海拔超过1000h/m时，额定电压时，额定电压/电流都必须电流都必须降低降低（P116图图5.1-3）,如如4000h/m：80%Ie,75%Ue。2.2.电源连接示例电源连接示例电源连接示例电源连接示例 P117、图、图5.2-1vv 要点要点要点要点 AC电源：电源：由由ON/OFF单元控制单元控制，用于伺服驱动器主电，用于伺服驱动器主电源（源（3相相AC）、风机（单相）、风机（单相AC）、系统电源单元输入、系统电源单元输入（单相（单相AC）。）。DC电源：电源：由由电源单元电源单元（稳压源）产生（稳压源）产生（DC24V），），用于用于IR控制器、驱动器控制板、安全单元、控制器、驱动器控制板、安全单元、I/O单元、单元、伺服电机制动单元。伺服电机制动单元。3.3.信号连接示例信号连接示例信号连接示例信号连接示例 P119、图、图5.2-2vv 要点要点要点要点 安全信号：安全信号：用于机器人急停，由用于机器人急停，由安全单元控制安全单元控制；DI/DO信号：信号：用于开关量输入用于开关量输入/输出控制（输出控制（PLC输入输入/输输出信号）。出信号）。连接要求连接要求 DI信号：信号：汇点输入汇点输入连接、通断能力连接、通断能力DC30V/50mA；DO信号：达林顿信号：达林顿光耦光耦输出输出 DC30V/50mA；继电器继电器触点输出触点输出 DC24V/500mA。网络总线网络总线：用于系统内部数据传输，各系统不同。：用于系统内部数据传输，各系统不同。三、控制部件功能三、控制部件功能vvON/OFFON/OFF单元单元单元单元 主电源通断控制主电源通断控制。vv 安全单元安全单元安全单元安全单元 机器人急停控制。机器人急停控制。vv 电源单元电源单元电源单元电源单元 产生产生DC24V、DC5V直流控制电压直流控制电压vv I/O I/O单元单元单元单元 连接按钮、开关、接触器、电磁阀等开关量输入连接按钮、开关、接触器、电磁阀等开关量输入/输出。输出。vv IRIR控制器控制器控制器控制器 产生进给脉冲，控制机器人运动轨迹；产生进给脉冲，控制机器人运动轨迹；由基架、由基架、CPU模块、通信处理模块（模块、通信处理模块（I/F）组成。）组成。vv伺服驱动器伺服驱动器伺服驱动器伺服驱动器伺服电机转矩、速度、位置控制伺服电机转矩、速度、位置控制，包括电源模块、控制，包括电源模块、控制板、逆变模块板、逆变模块3部分，部分，电源模块可分离电源模块可分离。电源模块：电源模块：产生直流母线电压（逆变用）、驱动器直流产生直流母线电压（逆变用）、驱动器直流控制电压控制电压 ；控制板：控制板：微处理器、电子控制电路；微处理器、电子控制电路；逆变模块：逆变模块：各轴独立、功率器件为各轴独立、功率器件为IPM、带、带DB制动。制动。在在交流伺服与变频技术交流伺服与变频技术课程详细介绍。课程详细介绍。vv 制动单元制动单元制动单元制动单元 伺服电机制动器通、断控制。伺服电机制动器通、断控制。练一练练一练：完成完成P136137，练习一，练习一