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Magntek麦歌恩磁编码芯片MT6835广泛应用于六轴机器人方案:传统六轴机器人的基本构成及特点

时间:2023-02-01       发布人:京柏微       点击量:

传统关节机器人基本构成


传统关节机器人主要由
本体结构件、减速、伺服电机、控制器等构成。
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本体结构件



工业机器人本体由旋转机座,大臂,小臂等部位组成,是机器人外面最直接的机械结构。机器人本体结构件包含铸铁、铸钢、铸铝、结构钢等多种材质。


 减速器 

 

减速器用于承载机器人各个关节的载荷,电机输出的高转速低扭矩通过减速器后形成低转速高转矩,从而提升机器人各轴的输出力矩,使得机器人可以承受较大的负载。机器人对减速器的要求很高,需要减速器体积小、质量小、减速比大、精度高、抗冲击等。


目前大量应用于多关节机器人的减速器主要有两种:一种是RV减速器,另一种是谐波减速器。RV减速器因具有更高的刚度和回转精度,一般被放置在大臂、肩部等重负载位置;谐波减速器则被放置在小臂及手腕部。


驱动控制系统



驱动控制系统主要用于控制机器人按照设定的运动参数进行运动。其主要包含伺服驱动器、伺服电机和控制器。


(1)伺服电机主要用于驱动机器人的关节,要求具备最大功率质量比和扭矩惯量比、高启动转矩、低惯量和较宽广且平滑的调速范围;
(2)伺服驱动器是驱动伺服电机进行运动的装置,根据控制器的指令,伺服驱动器给予伺服电机相应的电流,从而保证伺服电机按照需求的运动速度、加速度、运转位置等条件进行运动,从保证机械臂的运动达到设定要求。
(2)控制器可对其内部参数进行人工设定而实现对机器人的位置控制、速度控制和转矩控制等多种功能。

六轴串联机器人“轴”作用


传统六轴工业机器人一般有6个自由度,常见的包含旋转(S轴),下臂(L轴)、上臂(U轴)、手腕旋转(R轴)、手腕摆动(B轴)和手腕回转(T轴)。6个关节合成实现末端的6自由度动作。
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一轴:第一个轴是连接底座的部分,承载着整个机器人的重量和和底座的左右转动;
二轴:控制机器人大臂的前后摆动;
三轴:控制机器人小臂的前后摆动;
四轴:控制机器人小臂旋转;
五轴:控制和上下微调机械手手腕的转动,通常是当产品抓取后可以进行产品翻转的动作;
六轴:用于末端夹具部分的旋转功能,可更精确定位到产品。

Tips


根据应用场景不同,手腕部分也有不同的结构设计方式。B(bend)表示弯曲结构,R(revolve)表示转动结构。


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六轴串联机器人优劣势


优势

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  • 结构紧凑,安装占地面积小;

  • 灵活性好,手部到达位置范围大,具有较好的避障性能;

  • 没有移动关节,关节密封性能好,摩擦小,惯量小;

  • 关节驱动力小,能耗较低。


    劣势

    图片


  • 运动过程中存在平衡问题,控制存在耦合;

  • 当大臂和小臂舒展开时,机器人结构刚度较差;

  • 控制运动过程中存在奇异点,使用及控制算法需规避。


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Magntek麦歌恩MT6835芯片是MagnTek最新推出的第三代磁性角度编码器IC,基于各向异性磁阻(Anisotropic Magnetoresistive,简称AMR)技术和专有的信号处理技术实现了0~360°绝对角度测量。该芯片由一对AMR惠斯通电桥和信号处理ASIC电路组成,随着平行于芯片表面的磁场的旋转,芯片可以输出ABZ/UVWw、PWM等角度信号,同时用户还可以通过支持高达16MHz时钟的SPI接口读取芯片内部的21bit绝对角度数据。支持最高120000转/分钟的转速。MT6835提供了客户端匀速转动自校准方式,可以有效的将INL减小到±0.07°(典型值)以内;同时进一步的NLC对拖校准可以将INL减小到±0.02°(典型值)以内。MT6835可应用于各类有高速高精度角度控制需求的应用场景,如闭环步进电机控制、2500线伺服以及17位绝对值伺服电机控制等。
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