銀光智能電缸/控制器技術(shù)問答系列之第2篇：智能電缸/單軸機(jī)器人性能全解析

發(fā)布時(shí)間：2024.07.14

來源：VINKO Robotics, http://www.huixiaofeng.xyz

智能電缸也叫單軸機(jī)器人，是預(yù)置了電缸參數(shù)和程序，具有智能化驅(qū)動(dòng)和控制功能的直線運(yùn)動(dòng)單元。需要指出的是，我們所說的智能電缸是可以實(shí)現(xiàn)單軸移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)或驅(qū)動(dòng)軸的總稱，在本系列中，智能電缸和單軸機(jī)器人是等價(jià)的。

[注：由于不同行業(yè)的叫法不同，很多朋友認(rèn)為的電缸只有長(zhǎng)得像氣缸那樣可以伸進(jìn)伸出的電動(dòng)推力缸，這種叫做電推缸更為合適。]

接下來，我們以銀光Smart-Z3系列為例，從硬件結(jié)構(gòu)、伺服特性和控制特性等方面來更為深入的了解一體式智能電缸。

特征1：集成化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)、驅(qū)動(dòng)模塊和控制模塊四合為一。節(jié)省空間、節(jié)省安裝時(shí)間、降低用戶機(jī)械安裝不規(guī)范的風(fēng)險(xiǎn)。

在一項(xiàng)對(duì)客戶使用問題的調(diào)查中，銀光對(duì)5年內(nèi)客戶使用問題頻次進(jìn)行排序，排在首位的是聯(lián)軸器和同步輪的安裝不規(guī)范所致。用戶自己在安裝聯(lián)軸器和同步帶、同步輪時(shí)，往往由于缺少標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)工具，大部分的用戶僅依靠裝配人員的經(jīng)驗(yàn)安裝電機(jī)，造成直線度、同步帶的松緊度、同步輪的平齊型沒有達(dá)到安裝的要求。

和常規(guī)的直線模組需要配備伺服電機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器不同，控制一體式智能電缸在電缸內(nèi)部集成了伺服電機(jī)、編碼器、驅(qū)動(dòng)模塊和控制模塊，內(nèi)部結(jié)構(gòu)更為緊湊兼容，渾然一體。

產(chǎn)品在出廠前，經(jīng)過規(guī)范的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電機(jī)進(jìn)行安裝和調(diào)試，極大降低安裝風(fēng)險(xiǎn)。

特征2：無需安裝外置伺服驅(qū)動(dòng)器。節(jié)省電控柜空間，簡(jiǎn)化走線，節(jié)省用戶安裝時(shí)間。

伺服驅(qū)動(dòng)模塊內(nèi)置到電缸內(nèi)部，最顯著的好處是：電控柜的空間直接砍掉了，連接伺服電機(jī)的編碼器和動(dòng)力線無需再連接到伺服驅(qū)動(dòng)器上。給電缸提供電源和控制線纜就可以控制電缸了?？刂乒窨臻g可以減少70%。

特征3：無需傳感器，內(nèi)置回零程序。

當(dāng)使用通用伺服電機(jī)時(shí)，由于驅(qū)動(dòng)器無法自己回零，需要用戶自行編寫回零程序，需要借助外部的傳感器才能回零。一體式電缸內(nèi)置了回零算法，并采用碰撞式回零機(jī)制，可以在沒有外置傳感器的情況下實(shí)現(xiàn)回零，并自帶行程起點(diǎn)和行程終點(diǎn)設(shè)定。

無需安裝傳感器，讓電缸的結(jié)構(gòu)變得更為簡(jiǎn)潔，無需安裝3組光電開關(guān)和線纜，同時(shí)也無需占用PLC的輸入輸出口。這種方式在小型電缸中優(yōu)勢(shì)更為明顯。以歐姆龍EE-SX674為例，傳感器寬度達(dá)14mm，采用外掛的方式，本體寬度需要增加14mm以上。

特征4：快速插拔式線纜，即插即用。

傳統(tǒng)伺服電機(jī)需要用戶自行購(gòu)買和制作線纜，從驅(qū)動(dòng)器到PLC的控制通訊線纜焊線復(fù)雜，耗費(fèi)焊線和接線的時(shí)間。

一體式電缸均采用專用的航空插頭，可以快速插拔，無需用戶自行焊線。節(jié)約調(diào)試和安裝時(shí)間。

特征5：簡(jiǎn)化伺服設(shè)定和調(diào)整步驟，電缸參數(shù)免調(diào)試

為電缸應(yīng)用場(chǎng)景而專門設(shè)計(jì)的電缸控制器將常規(guī)伺服調(diào)試步驟四合為一。預(yù)置了適合電缸性能的伺服參數(shù)和加減速設(shè)定，無需繁瑣設(shè)定，調(diào)試和控制方面的經(jīng)驗(yàn)也能快速上手。

特征6：電缸自動(dòng)讀取AVD參數(shù)，無需進(jìn)行復(fù)雜伺服設(shè)置。

用戶在調(diào)試直線模組和伺服電機(jī)時(shí)，對(duì)負(fù)載、速度、加減速的設(shè)定往往由于型號(hào)各異而需要分別設(shè)置，容易出現(xiàn)過載、過速、超限等問題。加之以伺服剛性、慣量的設(shè)置又因安裝結(jié)構(gòu)而異，讓伺服調(diào)試并不是一件輕松的事情。

普通伺服需要電控人員按模組的參數(shù)逐一進(jìn)行設(shè)定。而電缸可以根據(jù)電缸的型號(hào)自動(dòng)加載電缸型號(hào)和電缸AVD參數(shù)（加速度、速度、減速度），無需像通用伺服那樣，需要根據(jù)不同的模組結(jié)構(gòu)設(shè)置導(dǎo)程、脈沖當(dāng)量、行程限位、加減速、慣量和剛性等伺服參數(shù)。

特征7：PIO定位跟蹤模式，指定點(diǎn)位編號(hào)即可動(dòng)作。

預(yù)先設(shè)置好位置點(diǎn)表的坐標(biāo)值，速度和加減速等參數(shù)，通過IO控制即可那設(shè)定的參數(shù)移動(dòng)到指定編號(hào)對(duì)應(yīng)的位置。

PLC/控制器使用并行IO輸入輸出功能即可對(duì)電缸進(jìn)行控制。

特征8:支持PIO，脈沖，Modbus和EtherCAT多種控制模式。

除PIO點(diǎn)位跟蹤模式外，電缸還支持脈沖、Modbus RTU和EtherCAT總線模式。

可支持上位機(jī)軟件VINKO Studio對(duì)電缸進(jìn)行設(shè)定和試運(yùn)行。

特征9：一鍵辨識(shí)，快速整定，自動(dòng)調(diào)參。

Smart-Z3系列具有極低的位置跟隨誤差和極小的速度波動(dòng)，具有高速響應(yīng)和快速到位整定。到位整定時(shí)間低至0.05ms。

高動(dòng)態(tài)響應(yīng)支持更高的過載搭配系數(shù)。通過一鍵智能辨識(shí)，實(shí)現(xiàn)快速參數(shù)自動(dòng)調(diào)整，快速到達(dá)最佳的自動(dòng)整定效果和運(yùn)動(dòng)特性。

特征10：自動(dòng)核驗(yàn)工況參數(shù)和壽命預(yù)測(cè)，避免過載過速使用。

VINKO Studio軟件具有使用參數(shù)核驗(yàn)功能。輸入安裝樣式，工作負(fù)載，力臂參數(shù)，加減速等工作參數(shù)，系統(tǒng)可以自動(dòng)校核力矩并計(jì)算預(yù)測(cè)壽命L-pre。

特征11：內(nèi)置二列/四列循環(huán)導(dǎo)軌，剛性、壽命倍增。

重負(fù)載規(guī)格(本體100mm以上)采用四列圓弧式導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，受力更均勻，大幅提升剛性能力，降低鋼球載荷，從而延長(zhǎng)導(dǎo)軌使用壽命。

特征12：VINKO Studio電缸軟件，支持拖動(dòng)示教和快速設(shè)定，5分鐘完成設(shè)定。

VINKO Studio軟件通過Mini USB接口與電缸進(jìn)行485通訊連接，即插即用，無需安裝程序。

連線后，自動(dòng)讀取電缸信息和參數(shù)?？赏ㄟ^軟件進(jìn)行參數(shù)校驗(yàn)、輸入輸出IO引腳定義，電缸校零，軟限位設(shè)置，預(yù)兆保養(yǎng)設(shè)置[注1]等基礎(chǔ)功能。

可視化調(diào)試界面可拖動(dòng)示教、JOG試運(yùn)行、單點(diǎn)運(yùn)動(dòng)、往復(fù)運(yùn)動(dòng)、PIO點(diǎn)位定義、多段運(yùn)行等動(dòng)作。

用戶向?qū)K可協(xié)助用戶快速完成一鍵智能辨識(shí)功能，一次性自動(dòng)完成電氣辨識(shí)、方向辨識(shí)、霍爾辨識(shí)、極對(duì)數(shù)辨識(shí)、Z相辨識(shí)、電角度辨識(shí)和機(jī)械辨識(shí)功能，耗時(shí)1~2分鐘。

豐富的產(chǎn)品系列

系統(tǒng)構(gòu)成圖

總結(jié)

銀光Smart Z3智能電缸，是一款功能強(qiáng)大的新一代智能化電驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，不僅從結(jié)構(gòu)上對(duì)傳統(tǒng)直線模組進(jìn)行了重構(gòu)，更為重要的是：從機(jī)構(gòu)、控制模式、軟件等方面，讓產(chǎn)品的穩(wěn)定性、便捷性、安全性上升了一個(gè)新的臺(tái)階。

Smart-Z3是一款 “超能打” 的智能電缸產(chǎn)品，銀光VINKO是中國(guó)能提供系列化軟硬件一體化智能電缸/機(jī)械手的開創(chuàng)品牌。是替代高端國(guó)外進(jìn)口品牌的不二選擇！

感謝您持續(xù)關(guān)注銀光智能電缸/機(jī)械手技術(shù)問答系列！

下期預(yù)告：

第一類：功能和特點(diǎn)

1. 什么是智能電缸？

2. 智能電缸性能全解析。

3. 銀光智能電缸有什么優(yōu)缺點(diǎn)？

4. 智能電缸為什么可以讓接線更簡(jiǎn)單？

5. 智能電缸為什么可以讓調(diào)試更智能？

6. 智能電缸為什么可以讓編程更便捷？

7. 什么是智能電缸的一鍵自整定功能？

8. 什么是智能電缸的負(fù)載自動(dòng)核驗(yàn)功能？