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混联机翼喷涂机器人的伺服电机与编码器

时间：2017-09-01 来源：机器人在线阅读：7421

喷涂机器人是安装在充满了可燃性气体的喷漆房，所以出于安全方面的考虑，专门定制了瑞士瑞诺集团生产的XtraforsEx系列的防爆交流伺服电机。瑞士瑞诺集团成立于1941年，一直致力于工业自动化领域，为印刷、包装、食品等传统行业，以及核技术、军事工业等特殊行业提供精确、高效的伺服解决方案。XtraforsEx防爆交流伺服电机经过特殊结构设计，呈扁平状，体积小，能够保证同等力矩及动态性能下最紧凑长度，可以安装于各种狭小空间，非常适合用于喷涂机器人，图_5-6是XtraforsEx电机实物图。

喷涂机器人

选择XtraforsEx系列伺服电机另一个更重要的原因是其卓越的安全性，它符合EN50018(1977)+A1-3和EN50014 (1977) +A1-5标准下的IIC要求(EN_50018和IEC60079} GB3836与之等效，IIC为较高的防爆等级)，可安装于各种易燃易爆场合。

本文根据输出功率扭矩的不同要求，选择的XtraforsEx防爆交流伺服电机共有_5台，分为两种型号。其中驱动机器人整体在导轨上行走的电机、驱动旋转支座转动的电机和驱动大臂摆动的电机(分别表述为1, 2, 3号电机)采用MA-30伺服电机;而驱动小臂摆动和喷枪摆动的电机((4号和_5号电机)则选用了MA-06伺服电机。两种不同规格的电机主要参数和实际要求数值见表_5-1，从表中可以看出，各轴电机转速和扭矩在数值上均完全满足设计要求。

出于喷涂机器人的特殊结构设计以及成本考虑，本文选择了编码器作为位置反馈元件，编码器安装在电机上，实时将电机转过的角度信号反馈给UMAC，这样就形成了一个半闭环的控制回路。按照码盘的刻孔方式不同，编码器可以分别增量式和绝对式，二者最大的区别就是绝对编码器在断电之后能够记录原来的位置信息。在喷涂机器人运行时会发生很多意外状况，比如突然断电，要求系统能够完全记录断电前各轴电机的位置状态，以便通电时能够完全恢复原来的工作现场，所以本文为电机配备了德国SICK公司生产的具有Hiperface接口的绝对式正余弦编码器SEL_52-NHAO-K02，如图_5-7所示。

这种编码器旋转一周产生16个周期的正余弦波，每个周期波形对应32个不同状态，所以该编码器的分别率是_512，数字四倍频之后的分别率是2048，这完全满足喷涂机器人的精度要求。而这种编码器支持的Hiperface接口，能够对其编程，具有电子标贴识别功能，位置值可以任意设置，具有反极性保护等功能。