1. オントロジー設計の主要技術
(1)伝送構造設計
全体計画を立案し、ロボットの構造形式を決定し、それに応じて予備的な伝動構造設計、部品構造設計、3次元モデリングを行います。設計者は、ロボットの一般的な構造形式、一般的な伝動原理と伝動構造、減速機の種類と特徴を熟知し理解し、強力な構造設計能力と経験を持っている必要があります。
(2)減速機の選択
減速機の構造タイプと性能パラメータの意味を深く理解し、減速機を選択して計算とチェックを行う必要があります。減速機はテストと試験を行う必要があり、テストの内容は主にノイズ、ジッター、出力トルク、ねじり剛性、バックラッシュ、繰り返し位置決め精度、位置決め精度などです。減速機の振動はロボットの端部にジッターを引き起こし、ロボットの軌道精度を低下させます。減速機の振動には多くの原因がありますが、その中で共振は一般的な問題であり、ロボット企業は共振を抑制または回避する方法を習得する必要があります。
(3)モーターの選択
モーターの動作特性をよく理解し、モーターのトルク、出力、慣性を計算して確認する必要があります。
(4)シミュレーション分析
静力学と動力学のシミュレーション解析を行い、モーターと減速機を選定・確認し、機体部品の強度と剛性を確認し、機体の軽量化、ロボットの作業効率の向上、コスト削減を実現します。3Dモデルのモーダル解析により、共振抑制のための固有振動数を算出します。
(5)信頼性設計
構造設計は簡素化設計の原則を採用しています。本体の鋳鉄部品は総合性能に優れたダクタイル鋳鉄材料で作られ、アルミ鋳物は流動性に優れた鋳造材料で作られ、鋳造には金属金型が使用されています。組み立てには詳細な組み立て工程指示書が必要であり、組み立て工程で部品と単軸テストを実施する必要があります。組み立て後は、全機性能テストとコピー機耐久性テストを実施する必要があります。全機の保護レベル設計を改善し、電気キャビネットの耐干渉能力を向上させて、さまざまな作業環境での使用に適するようにする必要があります。
2. モーターサーボの主要技術
(1)モーター
1) 軽量
ロボットにとって、モーターのサイズと重量は非常に敏感です。高磁性材料の最適化、統合最適化設計、加工および組み立てプロセスの最適化などの技術の研究を通じて、サーボモーターの効率を向上させ、モーターのスペースサイズを縮小し、モーターの重量を軽減しました。これは、ロボットモーターの重要な技術の1つです。
2) 高速
減速比を大きく調整できない場合、モーターの最高速度はロボットの最終速度と動作ビートに直接影響し、速度比が低すぎるとモーターの慣性マッチングに影響を与えるため、モーターの最高速度を上げることもロボットモーターの重要な技術の1つです。
3) ダイレクトドライブ、中空
協働ロボットの継続的な成熟と推進に伴い、ロボット構造の軽量コンパクト化の要件が高まっており、高トルクダイレクトドライブモーター、ディスク中空モーターなどのロボット専用モーターの開発も今後のトレンドとなっています。
(2)サーボ
1) 素早い反応、正確な位置決め
サーボの応答時間は、ロボットの急速な起動と停止の効果に直接影響し、ロボットの作業効率とビートにも影響します。
2) 弾性衝突を実現するセンサレスモード
安全性は、ロボットの性能を測る重要な指標です。力やトルクのセンサーを追加すると、構造がより複雑になり、コストも高くなりますが、エンコーダーとモーター電流の結合関係に基づく非感知弾性衝突技術は、ボディ構造を変更したりボディのコストを増加させたりすることなく、ロボットの安全性をある程度向上させることができます。
3) オールインワンドライブと統合ドライブ制御。
オールインワンドライブ、マルチコアCPU多軸ドライブ制御統合技術により、システムパフォーマンスが向上し、ドライブの容量とコストが削減されます。
4) オンライン適応型ジッタ抑制
産業用ロボットのカンチレバー構造は、多軸リンク、重負荷、高速起動・停止時にジッターが発生しやすいです。ロボット本体の剛性は、モーターサーボ剛性パラメータと一致させる必要があります。剛性が高すぎると振動が発生し、剛性が低すぎると起動・停止応答が遅くなります。ロボットの剛性は、位置や姿勢、ツール負荷によって異なり、すべての作業条件のニーズを満たすためにサーボ剛性値を事前に設定することは困難です。オンライン適応型ジッター抑制技術は、パラメータデバッグのないインテリジェントな制御戦略を提案し、同時に剛性マッチングとジッター抑制のニーズを考慮しているため、ロボットの端部ジッターを抑制し、端部の位置決め精度を向上させることができます。
3. 主要技術の制御
(1)動作計算と軌道計画
動作解決、最適経路計画により、ロボットの動作精度と作業効率が向上します。
(2)運動補償
一般的な産業用ロボットはタンデムカンチレバー構造で、剛性が弱く、動きが複雑で、変形やジッターが発生しやすいため、運動学と動力学の組み合わせが必要な課題です。ロボットの動的性能と精度を向上させるには、ロボット制御システムが動的モデルを確立し、動力学を補償する必要があります。補償の内容は主に重力補償、慣性補償、摩擦補償、カップリング補償などです。
(3)キャリブレーション補正
加工誤差や組み立て誤差により、理論上の数学モデルからの逸脱を避けることが難しく、ロボットのTCP精度や軌道精度が低下し、溶接やオフラインプログラミングに使用すると深刻な影響を受けます。この問題は、補正ロボットのモデルパラメータをアルゴリズムで検出して調整することで解決できます。
(4)プロセスパッケージは完璧である
制御システムは実際のエンジニアリングアプリケーションと組み合わせる必要があります。継続的なアップグレードに加えて、より強力な機能だけでなく、業界アプリケーションのニーズに応じてプロセスパッケージを継続的に開発および改善することで、業界のプロセス経験の蓄積に役立ち、顧客がより便利に、より簡単な操作で、より高い効率で使用できるようになります。
