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摘要：本文介紹CoolDrive A8伺服驅動器在高速并聯機器人上的應用方案，通過測試驗證，本系統可很好的達到機器人的應用指標。
關鍵字：清能德創CoolDrive A8 并聯機器人高端伺服
1、概述
并聯機器人是一類全新的機器人，它具有剛度大、承載能力強、精度高、自重負荷比小、動力性能好、控制容易等一系列優點，在人力成本日益增加的時代，這項技術廣泛應用于包裝行業的各個領域，例如食品飲料，藥品，物流等多個行業，用于實現快速抓取，提高工作效率。隨著先進制造技術的發展，并聯機器人將有非常好的發展前景。
近幾年國內各機器人制造商及設備制造企業紛紛開始研發Delta并聯機器人。但是由于我國Delta并聯機器人的發展時間較短，國內Delta并聯機器人負載能力及運動速度等性能指標要遜色于國外Delta并聯機器人，為了提高負載能力及運動速度，國內廠家往往采購國外高端伺服系統，但是卻提高了生產成本，失去競爭優勢。
2、國產高速并聯機器人
本文項目中的用戶是國內一家專業生產高速并聯機器人的廠商，特別是其創新開發的高速Delta機器人，采用獨特的雙動平臺結構，可實現三維空間內高精度拾放作業，具有速度快，精度高，可靠性好，易用性強的特點，可用于裝配、搬運、分揀、拾料和裝箱等作業領域。但是該款機器人在選擇伺服系統時卻著實費了一番周折。
一開始該公司選用的是全套國外高端伺服系統，配合其獨特的機械結構，實現非常高的拾取速度。但是國外產品價格高昂，進行系統評測時還能承受，一旦進入批量生產環節，如此高的成本對國內還在發展階段的機器人廠商來說確實無法承受。于是該公司聯系了多家國內伺服廠商進行產品測試，希望能找到一款滿足其性能要求的高性價比產品。最終，經過嚴苛的性能測試，清能德創推出的高性能多軸伺服驅動器CoolDrive A8得到了客戶的認可，被選為該款高速Delta機器人的伺服系統。
該機器人規格參數見表1。
表1機器人性能參數表
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規格
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機器人型號
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C4A0
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平均負載
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1.0kg
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最大負載
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3.0kg
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控制軸
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4軸
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性能
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重復定位精度（mm）
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±0.1
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角度重復定位精度
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1.5?
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工作范圍
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直徑（D：mm）
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800
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高度（H：mm）
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250
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旋轉
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±180°
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最大速度（m/s）
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7
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最大加速度（m/s2）
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100
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圖1并聯機器人機械系統組成圖
3、系統設計
4軸高速并聯機器人由Beckhoff工控機作為上位控制器，CoolDrive A8伺服驅動器驅動伺服電機組成機器人的控制系統，系統組成見圖2。
圖2并聯機器人控制系統組成圖
該系統配置的優勢在于：
1.、開放的上位控制系統。
Beckhoff工控機基于 PC 的控制技術將 PLC、運動控制、測量技術和機器人技術集成在同一個控制平臺上。無需配備單獨的 CPU 和網關，可以實現通用的工程環境，優化 PLC 和運動控制之間的同步，從而提高精度和速度。Beckhoff工控機內嵌的TwinCAT可利用現代處理器的多核技術，使得應用于機器人應用或測量分析的復雜數學算法可以在單獨的內核上執行，不會影響 PLC 性能。
2、高性能的伺服驅動器。
CoolDrive A8伺服驅動器是清能德創電氣技術（北京）有限公司最新推出的國內首款網絡化模塊化伺服驅動產品，融合了共直流母線、能效管理、功能安全，多軸同步等多項創新技術，為客戶提供更節能，更靈活，更安全的伺服系統。CoolDrive A8從產品形態、功能上來說非常適合用于工業機器人行業，完全可以替代國外同類產品，為客戶提供更具性價比的方案。
CoolDrive A8是國內首家通過ETG一致性測試的產品，可以實現與Beckhoff上位的EtherCAT總線完美兼容，能夠發揮EtherCAT任務的最佳性能。由于CoolDrive A8伺服驅動器的電流環、速度環和位置環的控制周期分別可達到62.5us、125us和250us，頻率響應更是高達3KHz，可充分滿足高速并聯機器人高速響應、高同步性的性能要求。
CoolDrive A8的各種前饋補償功能、控制參數在線調整功能和定位振動抑制功能，進一步提高了本系統的響應性能、控制精度和系統穩定性。國內創新性的模塊化結構和共直流母線設計簡化了系統接線，使系統擴展更加靈活，并提高了能源使用效率。CoolDrive A8集成的STO、SS1、SS2等安全功能，在緊急情況下可觸發預先設置好的安全動作，保障設備和人身安全。
4、機器人實際性能評價
客戶對這款高速Delta機器人的性能評價指標，主要是指機器人在抓取標準工件時，機器人本體運行穩定，定位誤差<0.1mm時的最大作業頻率。在實際系統調試過程中，CoolDrive A8精調控制參數前，機器人的作業頻率即可達到90次/分鐘，超過之前客戶測試的其他國內伺服系統的性能指標。而在通過對伺服系統各項控制參數進行精確設定后，這臺高速DELTA機器人的拾取速率達到了120次/分鐘，與客戶之前采用的國外高端伺服系統的性能指標完全相同，這樣的結果完全超出了客戶的預期，也驗證了CoolDrive A8完全有能力替代國外高端伺服系統。
5、結束語
清能德創成立于2012年，是一家國內領先的高新技術企業。清，即是清華的清，清能德創主創人員均來自清華大學電機系，擁有豐富的行業經驗和產品獨立開發能力。自創立伊始，清能德創就專注于中高端伺服市場，致力于為工業機器人等高端裝備制造廠商提供國產高端伺服系統，不僅在性能和功能上充分滿足機器人對伺服系統的要求，同時沒有國外同類產品高昂的價格，真正為客戶提供更具性價比的產品與專業及時的技術服務。
從新品的推出到行業突破，清能德創通過領先的技術和定位逐步在業內樹立了中高端產品形象，并始終專注于技術完善與創新，為實現機器人關鍵零部件的國產化，降低國內機器人整機廠商的總體成本，提高國產機器人的競爭力貢獻自己的一份力量。
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