一、引言

隨著工業(yè)生產(chǎn)線自動(dòng)化程度的提高，并日趨向柔性化發(fā)展。工業(yè)機(jī)械手臂被越來(lái)越多的應(yīng)用在涂漆、包裝、焊接、裝配等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，來(lái)代替人工完成惡劣環(huán)境下的勞動(dòng)。這里以六軸熱鍍鋅機(jī)械手為例進(jìn)行說(shuō)明。在機(jī)械上，六軸機(jī)械手臂結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)為6自由度空間坐標(biāo)系。六個(gè)軸都采用伺服電機(jī)帶減速機(jī)工作。用卡諾普機(jī)器人控制系統(tǒng)控制伺服驅(qū)動(dòng)器完成相應(yīng)的動(dòng)作。

二、系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1、六軸工業(yè)機(jī)械手的特點(diǎn)：

（1）速度快：采用了輕質(zhì)器件、高功率微型馬達(dá)，提高了速度，從而縮短了循環(huán)周期的時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。

（2）精度高：六軸工業(yè)機(jī)械手采用高質(zhì)量、高性能諧波減速機(jī)，使在運(yùn)行工程中不斷重復(fù)定位，保證精度。

（3）密封性好：各軸間完全密封，適合在粉塵、油污、有害氣體液等密封性有很高要求的惡劣環(huán)境中使用。

（4）外形小巧、相對(duì)負(fù)載大。

2、六軸工業(yè)機(jī)械手的優(yōu)勢(shì)：

（1）六軸工業(yè)機(jī)械手響應(yīng)時(shí)間段，動(dòng)作迅速，速度快，機(jī)器人在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中不停頓，不休息，提高自動(dòng)化生產(chǎn)效率。

（2）六軸工業(yè)機(jī)械手精確度高，質(zhì)量受影響較小，因此保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。

（3）使用六軸工業(yè)機(jī)器人可以降低人工成本，減少原料的浪費(fèi)。

（4）可以通過(guò)修改程序適應(yīng)不同工件的生產(chǎn)，縮短產(chǎn)品改型換代的周期及應(yīng)用設(shè)備的投資。

（5）代替人工，在高危、有害等惡劣環(huán)境作業(yè)。

三、六軸機(jī)械手對(duì)伺服的要求

六軸鍍鋅機(jī)械手主要是由6套伺服驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)配合減速機(jī)構(gòu)成，完成機(jī)械手定位旋轉(zhuǎn)，另外有2套伺服驅(qū)動(dòng)器伺服驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)負(fù)責(zé)送料。其中，1、2、3軸是由之山ZSD-KBS50AB配180ST-M28415AJ電機(jī)組成，4、5、6軸是由之山ZSD-KAS20AB配130ST-M10015AJ電機(jī)組成。7、8軸是由之山ZSD-KAS20AB配110ST-ZM06030AJ電機(jī)組成。伺服驅(qū)動(dòng)器都工作在位置模式，機(jī)器人控制系統(tǒng)給伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)完成相應(yīng)動(dòng)作。

現(xiàn)場(chǎng)圖如圖1：

圖1

四、行業(yè)匹配性能介紹

上位機(jī)與伺服驅(qū)動(dòng)器控制端相連，控制方式是位置模式下脈沖+方向，上位機(jī)發(fā)送位置指令給伺服驅(qū)動(dòng)器，伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電機(jī)按照指令完成相應(yīng)動(dòng)作，控制端接線定義如下：

五、之山伺服在六軸機(jī)械手上的應(yīng)用

1、之山伺服驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)配置

2、相關(guān)參數(shù)設(shè)置

（1）電子齒輪比

按具體應(yīng)用要求控制分辨率

（2）速度環(huán)積分時(shí)間常數(shù)

此參數(shù)減小時(shí)，可提升速度應(yīng)答性及縮小速度控制誤差量。但若設(shè)定太小時(shí)易產(chǎn)生振動(dòng)及噪音，此參數(shù)越大，剛性越差。

（3）速度環(huán)比例增益

此增益值加大時(shí)，可提升速度應(yīng)答性。但若設(shè)定太大時(shí)易產(chǎn)生振動(dòng)及噪音

（4）位置環(huán)增益

增大位置環(huán)增益，以加快系統(tǒng)反應(yīng)。減少定位誤差，縮短定位時(shí)間。但過(guò)大會(huì)引起機(jī)械震動(dòng)和系統(tǒng)位置超調(diào)。

（5）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比

負(fù)載慣量與電機(jī)出軸慣量的比值

（6）快速啟停定位時(shí)容易在機(jī)械臂末端產(chǎn)生低頻抖動(dòng)，使得定位時(shí)間延長(zhǎng)，影響生產(chǎn)效率，伺服內(nèi)置消抖控制功能，通過(guò)PA004號(hào)參數(shù)使能低頻抖動(dòng)抑制功能，通過(guò)PA413和PA414設(shè)置抖動(dòng)頻率和阻尼。