1 Prof. Tõnu Lehtla Loengud Tallinna Tehnikaülikoolis 2006 III osa Robotiajamid, tööstuslikud ajamid Sissejuhatus robotitehnikasse Roboti juhtseadmed 1 Roboti juhtseadmed Fanuc roboti juhtseade 6-MB ABB roboti juhtseade IRC5 Kaksikplokk eraldi keskjuhtseadme ja ajamiplokiga Roboti juhtseadmed 2 Firma ABB roboti juhtseadmed: ajamimoodul (3 tk) ja juhtmoodul IRC5 Ethernet PLC link Ohutusahelad
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
ABB roboti juhtseade IRC5 koos punktkeevitusplokiga
Roboti tehnilised näitajadJuhtimise kvaliteedinäitajad ja tõstevõimePositsioonimistäpsus
Asendi korratavus
Nimikoormus (tõstevõime)
Programmeeritud positsioonimisasend
Asendiviga
Min Max
2 x asendi korratavusviga
Asendivigade jaotuskõver
Maksimaalne tõstevõime
Telje J5 pöörlemistsenter
Telje J6 pöörlemistsenter
Roboti tehnilised näitajadTöötsoon
Mitsubishi tööstusroboti RV-1A töötsoon
RobotsüsteemLisatelg või mitu lisatelge (koordinaati)
Robot on paigaldatud liikuvale alusele
3
Ajami struktuurAjami põhikomponendid
Ajamiplokk valmistatakse ühtse tervikuna (nn servovõimendina)
Mikrokontroller koos sisend- ja
väljundliidestega
Toite-muundur
Signaali-muundurid
Mootor Käitatav
mehhanism
Jõuülekanne
Andurid
Kiirus, asend, moment Voolud, pinged
Andmevõrk 3 x U~
Andmevahetus arvutite ja kontrolleritega
Signaali- ja jõuahelate optiline eraldamine
Ajamiplokk Tehnoloogilised juhtsignaalid
Mootori toideMootori toitemuunduri jõuahelad
Muudetava pöörlemissuunaga ja energia regenereerimisega (s.t. muudetava voolusuunaga) ajam
PL4
Ud
id1
PL3
D3
D4
PL1
PL2 D1
D2
Ra La ia
Ua
E
Ue
Ra
Ue
PL4 La
Ud1
ie
id1
ω,ϕ
PL3 D4
PL1
PL2
D3
D1
D2
3~U1 CF
LF
TL
JL Koormus
JM
Alaldi Filter Pidurikommutaator
RB
PLB
Servoajamid 1Servoajami näide
Eri firmade servoajamitel on erinevad toiteahelad ja erinevad juhtimisliidesed.
Servoajam või asetseda eraldi keres või eraldi trükkplaadikaardil.
Üldine suund on tehniliste näitajate ja sisend-väljundliideste ühtlustumise poole
Servoajamil on 1 või 3-faasiline toide. Mootori asendiinfo saadakse Halli anduritelt või resolverilt. Juhtsignaalid analoogallikatelt, RS485 liidesest, andmevõrkudest CAN open, Modbus jt. Juhitakse mootori momenti kiirust ja asendit.
Servoajamid 12ABB servoajamid DGV300 ja DGV700
Servoajamis kasutatakse andmevõrke:
Profibus-DP
CAN open
Ajamis kasutatakse erinevaid juhtimismooduseid:
� Digitaalset absoluutset ja suhtelist positsioonimist
Servoajamid 9Servoajami DGV300 põhitalitlusmoodused � Analog Torque Mode Momendijuhtimine analoogsisendi (+VREF, -VREF) järgi.
� Analog Speed Mode Kiirusejuhtimine analoogsisendsignaali (+VREF, -VREF) järgi
� Profile Position Mode Asendijuhtimine sihtasendi digitaalsignaali järgi targets.
(Punktist punkti ja mitmed muud asendi juhtimise meetodid)
� Profile Velocity Mode Kiiruse juhtimine digitaalsignaali järgi
� Profile Torque Mode Momendijuhtimine digitaalsignaali järgi
� Homing Mode mitmesugused positsioonimismeetodid
� Jogging Mode väikese ulatusega roomeliikumiseks
(nt ajami seadistamisel või õpetamisega programmeerimisel)
� Synchronization Mode Kahe mehaanilise süsteemi (koordinaattelje) kiiruse või
asendi sünkroniseerimine. Mitme ajami puhul on üks MASTER.
� Interpolated Position Mode Trajektoori interpoleerimine.
ABB servoDGV300 CAN open
6
Servoajamid 10
NB! Juhitavaid parameetreid on rohkem kui joonisel näha
DGV 300 Kiiruse analoogjuhtimine
Servoajamid 11
Siinuspinge pulsilaiusmodulatsioonil saadakse kolmefaasilise 380 V liinipingega (220 V faasipingega) toitepinge puhul muunduri väljundist 270 V amplituudiga siinuspinge, millele vastab 190 V efektiivväärtusega faasipinge väljundis.
NB! 30 V faasipinge efektiivväärtusest läheb kaduma
DGV 300 Asendi juhtimine
Servoajamid 12IGBT transistoridel vaheldiga ehk pooljuhtkommutaatoriga ajam
Erinevad ABB sagedusmuunduriga ajamid ja mitmeotstarbeliste klahvidega juhtpult
Sagedusmuunduri sätteparameetrid jaotatakse tavaliselt mitmesse rühma. Enamasti võib sõltuvalt parameetrite muutmise vajadusest ja selle sagedusest.
Eristatakse kolme rühma parameetreid:
� sagedasti sätitavad parameetrid
� harva sätitavad parameetrid
� tootja poolt sätitavad parameetrid.
Sagedusmuunduriga ajamid 7Ajami programmeeritavad funktsioonid ja parameetrid
Kiirendus- ja pidurdusaeg
fmax
Sagedus
Pidurdus-sagedus
Dünaamiline pidurdus
Pidurduspinge
Pidurdusaeg Stardi-sagedus
Edasi- või tagasikäivitus
ta tb
Kiirus
ωmax
LMAa TT
Jt
−
⋅= maxω
LMBb TT
Jt
+
⋅= maxω
Tavaliselt saab eelnevalt programmeerida mitu varianti kiirendus ja pidurdussätteid, mida hiljem valitakse automaatselt sõltuvalt tehnoloogia vajadustest
Sagedusmuunduriga ajamid 8Ajami programmeeritavad funktsioonid ja parameetrid
Toitepinge katkestuse korral toimivad ajami korduslülituse ning lendstardi funktsioonid
tpw
Väljundsagedus
Mootori kiirus
B28-1n=2n=1
1
n=3Sisemineloogikasignaal
2 3 4 1 - ooteaeg pärast liigvoolu- vabasti rakendumist
4 - õnnestunud lendstart ja korduslülituste lõpetamine
2 - lendstardiga korduslülitus
3 - lendstardiga korduslülitus
Väljundsageduse ennistamine
Mootori kiiruse otsing (1...2 s)
Sagedusmuunduriga ajamid 9Ajami programmeeritavad funktsioonid ja parameetrid
Kiirenduse-pidurduse S-kõverad tõuke vältimiseks
ts ts B21-4
B21-4 ta tb
(A01-0, B21-0) (B41-0 .. 7)
(A01-1, B21-1) (B42-0 .. 7)
Väljundsagedus
10
Sagedusmuunduriga ajamid 10Ajami programmeeritavad funktsioonid ja parameetrid
Programmeeritavad keelusageduse sätted resonantsnähtuste vältimiseks
B22-5
B22-3
B22-1B22-0
B22-2
B22-4
Talitlussagedus
Sagedussäte
Keelusagedus 3
Keelusagedus 2
Keelusagedus 1
Sagedusmuunduriga ajamid 11Ajami programmeeritavad funktsioonid ja parameetrid
Ajami liigkoormuskaitse sõltuvalt momendi iseloomust VT – muutuv moment (variable torque)CT – konstantne moment (constant torque)
150 %100 %50 %
2
Rakendumisaeg
1
3 minB30-0 = 50 % B30-0 = 100 %
VT koormus
CT koormus
(B00-7 = 2)
(B00-7 = 1)
1)2)
Suhteline väljundvool
Sagedusmuunduriga ajamid 12Ajami programmeeritavad funktsioonid ja parameetrid
Ajami eri kiirustega programmeeritud kiirusdiagramm Saab kasutada ka erinevaid programeeritavaidkiirendusi (rambikestusi)
Elektromagnetiline ühilduvusJõuahelate häired ja filtrid
Kõrgsageduslik pulsilaiusmodulatsioon ja impulsside järsud frondid tekitavad:
� toitevõrgus elektriahelate kaudu juhtivushäireid ning
� elektrivälja kaudu kiirgushäireid (raadiosageduslikke raadiohäireid).
Rd
Ld
ud
E
up
ip
ToiteahelaLC filter
VäljundahelaLC silufilter
Väljundahelaaktiivfilter
Elektromagnetiline ühilduvusSeadmete liigitamine elektromagnetilise ühilduvuse järgi
Talitluskoha järgi eristatakse kahte seadmete klassi.� Klass A: Seadmed, mis võivad töötada elurajoonidest eemal asuvates piirkondades� Klass B: Seadmed, mis on kohaldatud tööks elurajoonides.
Genereeritava kõrgsagedusvoolu iseloomu järgi eristatakse: � sagedusmuundureid, mille talitlusega kaasneb ka kõrgsagedusliku energia edastamine peamiselt juhtivuse teel juhtivushäired
� kõrgsageduslikke sagedusmuundureid, mis tekitavad kõrgsageduslikku kiirgusenergiat ja kiirgushäireid