关于机器人的电机位置测量元件

2023-01-31  

分解器:分解器用于分析处理轴的当前位置,是一种旋转式行程测量系统。

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1转子

2定子

3 正弦线圈和余弦线圈

4 转子线圈

5 旋转式变压器

转子 (3)通过旋转式变压器 (2)接受一个电压装置 (1)的供电 (频率 = 8kHz)。在定子线圈 (正弦线圈和余弦线圈;5.6)内,通过感应引起与转子位置成比例的电压。

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1 输入电压 (8 kHz)

2 旋转式变压器

3 转子线圈

4 自动同步机

5 正弦线圈

6 余弦线圈

7 转子

电压随着转子的旋转而变化。

感应引起的电压在两个测量点 (1,2)接受探测和评估。

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1 第一探测点

2 第二探测点

3输入电压

4转子线圈

5 正弦线圈

6 余弦线圈

U 电压

T 时间

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旋转 30 度角时的分解器感应

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旋转 90 度角时的分解器感应

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旋转 135 度角时的分解器感应

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旋转 180 度角时的分解器感应

在库卡采用的分解器中,各设有 3 个正弦线圈和余弦线圈。

这样,电机每一圈机械式旋转就等于分解器电旋转 3x120 度角。

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电旋转一圈等于 65536 个增量 (16 比特)。

分解器每一圈机械式旋转则等于 196608 个增量 (3*65536 增量)。

分解器以增量的形式提供位置数据 (16 Bit)。

这些位置数据在 RDC 内乘上一个内部演算系数,并换算成电机角度度数。

在 EDS 里,可保存每条轴的绝对位置值 (64 Bit)。

从该时间点开始,只能继续利用电机角度值来计算。

在校准位置并非所有轴都已设为 0° 或 90°,而是准确数据已保存在机器数据里 ($mames)

$mames[n]:轴n 的机械和数学零点之间的偏移

REAL $MAMES[12]

$MAMES[1]=-20.0000

$MAMES[2]=-120.000

$MAMES[3]=110.000

$MAMES[4]=0.0

$MAMES[5]=0.0

$MAMES[6]=0.0

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零点校正就是对机器人的分解器进行校准.

机器人位置在极短时间间隔内、机器人停止运行时或机器人控制系统关机时被

持续保存。

1.如果两个数值相等,则将绝对位置应用到增量里,机器人也就准备就绪可以运行。

2.如果两个数值存在偏差,则必须重新校准机器人。HMI 里将显示与此相关的一条讯息.




RDC -旋转变压器数字转换器

RDC -分解器数字转换器将分解器的模拟数值转换为数字信号,以便将其传输至控制系统。

RDC 安装在金属外壳中,RDC 盒。 根据机器人的不同型号,或者固定在机器人支脚处或者在转盘处。

针对附加轴还可加装其他 RDC,通过 KCB - KUKA 控制器总线相互连接。

RDC 的工作任务:

生成所需的分解器激励电压用于 8 个轴。

借助安全技术分解器 (SIL2)采集八个电机的位置数据。

采集八个电机的工作温度。

采集 RDC 的温度。

与机器人控制器进行通讯。

监控旋转变压器的线路是否中断。

评估 EMD (EMD = Electronic M astering D evice,即电子控制装置)。

将数据保存于存储卡(EDS =Electronic D ata Storage,电子数据存储器

安全的双通道分解器评估

利用两个 FPGA = (F ield Programmable Gate Array,即现场可编程门阵列)可进行安全的双通道式分解器评估和分解器数据分析处理。

两个 FPGA 的任务相同,并对检测结果进行比对。

只有这样可确保至控制器的通讯连接。

如果出现故障,EtherCAT 连接将会中断。

RDC 印刷电路板上的接口

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1 .. 8 : X1 .. X8 ,1 至 8 号轴的分解器接口 9: X13,RDC 存储卡的 EDS 接口 10:X20, EMD 11: X19, KCB OUT 12: X18, KCB IN 13: X17, EMD 供电电源 14: X15, 供电电源 IN

15: X16, 电源 OUT(下一 KCB 用户)

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带旋转变压器的输送器 输送器的输送运动可以用旋转变压器检测。旋转变压器连接在机器人底座的RDC 空闲通道上。根据型号的不同,RDC 上有大量不同的空闲通道用于连接旋转变压器。如有必要,可通过另一个 RDC 提供额外的通道。每个机器人控制器最多可以配置 5 个输送器。 同步开关(例如光栅)可用于工件检测。为此,同步开关连接到机器人控制器其中一个可用的快速测量输入端上。 将连接线的平插头通过 SKINTOP 电缆锁紧接头插到空置的接口上。电缆锁紧接头位于 RDC 箱的侧面。插头自动锁定。

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1 RDC 上空置的接口 将连接线的另一端连接到旋转变压器上。

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将旋转变压器电缆连接在旋转变压器上


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