工業機器人驅控一體化系統構成,首先對機械手控制系統結構發展的認識,它主要由集中式控制方式、主從式控制方式、分布式控制方式等三種結構的形式。目前商用工業機器人控制器大部分采用以分布式控制方式為主。
傳統分布式控制方式,采用伺服驅動器加電機的方案最終完成各個電機的伺服控制。因為商業的性質,各家驅動的開放性不足,制約了運動控制做到高階性的運用。集中式的控制方式雖然可以獲取充分的底層數據,實現高級控制,但是其開放性差,不便于控制器的功能擴展。因此,基于主從式控制結構的驅動控制一體化機器人系統方案提出。
驅控一體化的機器人控制系統,其相對于傳統的運動控制,將伺服驅動與運動控制集于一身,兩者之間可以在內部進行高速數據通信,用戶在使用時可以節省大量電纜、空間,擁有著體積小、成本低、效率高等諸多優勢。
驅控一體的方案最早是日本廠商應用,如東芝、三菱、YAMAHA、EPSON等,最早應用于SCARA機器人產品上。從2015年開始,中國廠商才逐漸開始驅控一體控制系統的研發,但發展至今,驅控一體已從最早的概念化階段逐步進入產業化落地階段,市場接受度大幅提高。華成工控也針對驅控一體化系統推出了對應的解決方案:單芯片方案、多芯片方案和總線式方案。
單芯片方案
這個是最容易理解的一體化設計方案,所有實現都在一顆芯片里面完成;
對于單芯方案來說,所有數據都在同一個芯片的數據總線上,數據的交換沒有任何開銷。
只是做簡單的單雙軸機械手控制,對芯片的要求就相對小了很多,對廠家來說,在成本控制范圍之內,就有很多的芯片可供選擇。
單芯片架構產品類型:單雙軸注塑機械手系統、二次元沖壓機械手系統等幾款產品。
多芯片架構方案
因運動控制部分,要進行曲線插補、位姿補償、機器人算法等高消耗計算;所以需要一顆高浮點性能的芯片。而伺服驅動部分,需要實時全閉環控制,高速采集和控制電壓電流;所以需要一顆高實時性和數據采集能力強的芯片。
多芯架構產品類型:多軸桁架式機械手控制系統、四軸沖壓機械手控制系統、四關節機器人控制系統等等,幾款不同的驅控一體系統。
總線式方案
高速總線式架構,通過一條內部高速總線,將運動單元、伺服驅動單元、IO單元、模擬量單元等串聯在一起,使數據可以在內部高速交換,達到一體化效果。相較于單芯片和多芯片的單板式方案,總線式的多板式方案,整個系統的可擴展,和可配置能力,都得到了很大提升,通配性非常好。
總線式方案的產品類型:六關節機器人控制系統、四關節機器人控制系統、八軸驅控一體控制柜等產品,整體可配置方案多,維護非常簡便,適合大多數行業領域。
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