Stosuje się również inne rozwiązania przekształcające ciśnienie w cylindrze na ruch
obrotowy (śruby, krzywki) oraz siłowniki pneumatyczne membranowe, tj. sztuczne mięśnie
pneumatyczne.
4. Napędy elektryczne
W pierwszej fazie rozwoju robotów przemysłowych stosowano napędy pneumatyczne i
hydrauliczne. Wzrost wymagań w stosunku do robotów drugiej i wyższych generacji
spowodował rozwój napędów elektrycznych. Szacuje się obecnie, że 50% robotów ma napęd
elektryczny.
Napędy elektryczne mają następujące zalety:
niska cena napędu i układu sterowania w porównaniu z napędem hydraulicznym;
prostota układu zasilania;
duża niezawodność;
duża prostota czynności konserwacyjnych;
praca bez hałasu;
małe wymiary układu sterowania i zasilania.
Wadami napędu elektrycznego są:
niekorzystny,
w
porównaniu
z
napędem
hydraulicznym,
stosunek
mocy
do masy urządzenia, szczególnie dla dużych mocy. Stąd też przy manipulatorach o bardzo
dużym udźwigu nie stosuje się napędu elektrycznego;
właściwości
w
tej
dynamiczne
dziedzinie,
wciąż
napędu
są
elektrycznego
gorsze
od
pomimo
właściwości
dużego
postępu
dynamicznych
napędu
hydraulicznego;
wrażliwość na długotrwałe przeciążenia, mogące doprowadzić do spalenia silnika;
duże
prędkości
kątowe
znamionowe
wymagające
stosowania
przekładni
redukcyjnych.
Spośród
różnych
silników
elektrycznych
największe
zastosowanie
znalazły
komutatorowe silniki elektryczne prądu stałego i krokowe silniki elektryczne, zwłaszcza w
tzw. bezpośrednim napędzie elektrycznym. Te ostatnie dobrze nadają się dla celów
pozycjonowania. Bezkomutatorowe indukcyjne silniki elektryczne nie są korzystne przy
zmiennej prędkości obrotowej i przy zmianach kierunku wirowania, bezkomutatorowe
synchroniczne silniki elektryczne zaś nie są szeroko stosowane, chociaż mają szereg zalet. W
33
ich układzie sterowania wymagany jest magnetoindukcyjny bądź optoelektroniczny impulsator montowany na wale napędowym, który również jest niezbędny dla komutatorowych
silników elektrycznych prądu stałego. Krokowe silniki elektryczne wymagają dalszego
doskonalenia ich parametrów siłowych, geometrycznych i sterowania. Również liniowe
silniki elektryczne nie są często stosowane.
Postęp w budowie silników wykonawczych prądu stałego i silników skokowych
doprowadził do opracowania konstrukcji silników elektrycznych odpowiadających
warunkom stawianym przez napędy manipulatorów. Warunki te obejmują m.in.:
małe znamionowe prędkości kątowe (obrotowe);
odporność na krótkotrwałe znaczne przeciążenie, np. momenty rozruchowe ok. 10 razy
większe niż momenty znamionowe;
zapewnienie aperiodyczności procesów przejściowych w całym zakresie zmian
parametrów;
małe rozmiary;
mała bezwładność wirnika;
krótkie czasy rozruchu i hamowania, rzędu milisekund.
4.1. Napędy elektryczne prądu stałego
Najbardziej rozpowszechnionym napędem elektrycznym ramion manipulatorów
jest napęd z silnikami wykonawczymi obcowzbudnymi prądu stałego. Napęd taki
(…)
… lub hamowania, trwającym ok. 50 ms, lecz
ograniczające prąd przy dłuższych przeciążeniach.
Na rys. 37 przedstawiono schemat układu zasilania silnika dyskowego, równania
opisujące silnik, jego charakterystyki statyczne i transmitancje operatorowe. Z wyrażenia na
stałą czasową elektromechaniczną T wynika, że maleje ona ze zwiększeniem momentu
rozruchowego MR i z maleniem prędkości znamionowej kątowej ωn…
…. Silnik elektryczny stanowiący bezpośredni napęd elektryczny
W latach osiemdziesiątych został zaprojektowany nowy rodzaj silnika elektrycznego,
który
umożliwia
realizację
bezpośredniego
napędu
elektrycznego
robota
(z
wyeliminowaniem przekładni zębatej). Ten nowy przetwornik elektromechaniczny został
wyprodukowany przez Motornetics Corporation i został nazwany "Megatorąue motor
system". Wytwarza on duży…
… – biegun, 3 – piasta, 4 – tarcza,
5 – cewka, 6 – osłona, 7 – łożyska, 8 – tulejka, 9 - tarcza
Pozbawiony rdzenia ferrytowego wirnik silnika dyskowego charakteryzuje się
pomijalnie małą indukcyjnością, co znacznie zmniejsza kłopoty związane z iskrzeniem
komutatora. Z drugiej jednakże strony bezferrytowość wirnika sprawia, że silniki dyskowe są
bardzo wrażliwe na dłuższe przeciążenia. Wynika to stąd…
…. 38. Obwód wyjściowy sterownika z impulsową modulacją napięcia stałego:
Uz – napięcie zasilania, L – indukcyjność wygładzająca prąd, T1...T4 – tyrystory;
D1...D4 – diody, L m – indukcyjności pomocnicze
Uz pochodzi z zasilacza prądu stałego. W szeregu z twornikiem silnika wykonawczego
znajduje się indukcyjność L, zadaniem której jest wygładzanie impulsów prądu. Układ
mostkowy tyrystorów T1, ... , T4…
… w stosunku do okienek.
W ten sposób realizuje się ruch o 3/4 podziałki. Na każdym rysunku zwrot kierunku przepływu
prądu zaznaczono strzałkami.
Jeżeli elektromagnes A(EMA) jest pobudzony, maksymalna gęstość przepływu powstaje
w biegunie 2 i ustawienie jest pokazane na rysunku a). Jeżeli A jest niepobudzony, a EMB jest
46
pobudzony, maksymalna gęstość przepływu powstaje w biegunie 3, a minimum gęstości w 4…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)