并聯(lián)機器人機械系統(tǒng)組成圖
并聯(lián)機器人是一類全新的機器人，它具有剛度大、承載能力強、精度高、自重負荷比小、動力性能好且易控制等優(yōu)點，隨著勞動力成本的日益上升，這項技術(shù)開始廣泛應(yīng)用于包裝行業(yè)的各個領(lǐng)域，如食品飲料、藥品及物流等多個行業(yè)，用于實現(xiàn)快速抓取，提高工作效率。
近幾年中國各機器人制造商及設(shè)備制造企業(yè)紛紛開始研發(fā)Delta并聯(lián)機器人，但是由于發(fā)展時間較短，其負載能力及運動速度等性能指標要與國外Delta并聯(lián)機器人還存在著一定的差距，為了提高負載能力及運動速度，國內(nèi)廠商往往會選擇采購國外高端伺服系統(tǒng)，但是這樣卻增加了生產(chǎn)成本，失去了競爭優(yōu)勢。
國內(nèi)的一家專業(yè)生產(chǎn)高速并聯(lián)機器人的廠商，其創(chuàng)新開發(fā)的高速Delta機器人采用了獨特的雙動平臺結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)3D空間內(nèi)高精度拾放作業(yè)，具有速度快、精度高、可靠性好和易用性強的特點，可用于裝配、搬運、分揀、拾料和裝箱等作業(yè)領(lǐng)域。
這家廠商最初選用的是全套國外高端伺服系統(tǒng)，配合其獨特的機械結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了非常高的拾取速度。但產(chǎn)品價格高昂，在進行系統(tǒng)評測時廠商還可以接受，在進入批量生產(chǎn)時，成本卻成為了這家正處在發(fā)展階段的機器人廠商所必須要面對的難題。于是這家廠商與國內(nèi)多家伺服廠商接洽，希望能找到一款滿足其性能要求的高性價比產(chǎn)品。最終，經(jīng)過嚴苛的性能測試，清能德創(chuàng)推出的高性能多軸伺服驅(qū)動器CoolDrive A8得到了客戶的認可，被選為該款高速Delta機器人的伺服系統(tǒng)（如圖）。廠商的4軸高速并聯(lián)機器人選擇Beckhoff工控機作為上位控制器，CoolDrive A8伺服驅(qū)動器驅(qū)動伺服電動機組成機器人的控制系統(tǒng)。
系統(tǒng)配置的優(yōu)勢
CoolDrive A8伺服驅(qū)動器是清能德創(chuàng)推出的國內(nèi)首款網(wǎng)絡(luò)化模塊化伺服驅(qū)動產(chǎn)品，融合了共直流母線、能效管理和功能安全，多軸同步等多項創(chuàng)新技術(shù)，為客戶提供更節(jié)能、更靈活且更安全的伺服系統(tǒng)。作為國內(nèi)首家通過ETG一致性測試的產(chǎn)品，CoolDrive A8可以實現(xiàn)與Beckhoff上位的EtherCAT總線完美兼容，能夠發(fā)揮EtherCAT任務(wù)的最佳性能。由于CoolDrive A8的電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)的控制周期分別可達到62.5μs、125μs和250μs，頻率響應(yīng)更是高達3kHz，可充分滿足高速并聯(lián)機器人高速響應(yīng)、高同步性的性能要求。
CoolDrive A8的各種前饋補償功能和控制參數(shù)在線調(diào)整功能和定位振動抑制功能，進一步提高了本系統(tǒng)的響應(yīng)性能、控制精度和系統(tǒng)穩(wěn)定性。國內(nèi)創(chuàng)新性的模塊化結(jié)構(gòu)和共直流母線設(shè)計簡化了系統(tǒng)接線，使系統(tǒng)擴展更加靈活，并提高了能源使用效率。CoolDrive A8集成的STO、SS1和SS2等安全功能，在緊急情況下可觸發(fā)預先設(shè)置好的安全動作，保障設(shè)備和人身安全。
機器人實際性能
客戶對這款高速Delta機器人的性能評價指標，主要是指機器人在抓取標準工件時，機器人本體運行穩(wěn)定，定位誤差<0.1mm時的最大作業(yè)頻率。在實際系統(tǒng)調(diào)試過程中，CoolDrive A8精調(diào)控制參數(shù)前，機器人的作業(yè)頻率即可達到90次/min，超過之前客戶測試的其他國內(nèi)伺服系統(tǒng)的性能指標。而在通過對伺服系統(tǒng)各項控制參數(shù)進行精確設(shè)定后，這臺高速DELTA機器人的拾取速率達到了120次/min，與客戶之前采用的國外高端伺服系統(tǒng)的性能指標完全相同，也證明了CoolDrive A8所具備的能力。
