Stan i perspektywy rozwoju napędu elektrycznego robotów

• Autorzy: Kaczmarek T.

Warianty tytułu

EN

State and development perspectives of electric robot drives

• Konferencja: Kierunki rozwoju badań oraz kształcenia w wybranych dziedzinach elektrotechniki / referaty wygłoszone w latach 2003-2004 na zebraniach Komisji Nauk Elektrycznych Oddziału Polskiej Akademii Nauk w Poznaniu
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono stan techniki i badań w zakresie napędu elektrycznego robotów i manipulatorów. Napędy robotów wyróżniają się spośród serwonapędów elektrycznych szczególnymi wymaganiami w zakresie dynamiki i dokładności odtwarzania trajektorii ruchu oraz ograniczeniami masowo-gabarytowymi. Omówiono klasyfikację i podstawowe struktury elektromechaniczne napędu pośredniego (reduktorowego) i bezpośredniego. W szczególności przedstawiono problemy napędu bezpośredniego za pomocą silników momentowych. Omówiono także podstawowe struktury energoelektronicznych układów zasilania i sterowania napędów. W artykule zarysowano tendencje rozwojowe i aktualne zagadnienia badawcze napędu robotów, dotyczące w szczególności nowych struktur, metod i algorytmów sterowania. Wskazano na potrzebę uwzględnienia zagadnień będących przedmiotem artykułu w programach kształcenia odpowiednich kierunków studiów i specjalności.

Słowa kluczowe

PL

napęd robotów; napęd bezpośredni; silnik momentowy; aktuator; serwonapęd; sterowanie ruchu; regulacja napędu; energoelektronika

EN

electric robot drive

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Poznańskiej. Elektryka
• Rocznik: 2005
• Tom: Nr 49
• Strony: 79--99
• Opis fizyczny: Bibliogr. 36 poz.

Twórcy

autor

Kaczmarek T.

• Instytut Automatyki i Inżynierii Informatycznej Politechniki Poznańskiej

Bibliografia

• [1] Aghili F., Buehler M., Hollerbach J.M., Development of a high performance direct drive joint, w: lEEE/RSJ Int. Conf. Intelligent Robots and Systems, IROS 2000, Takamatsu, Japan, 2000.
• [2] Asada H., Youcef-Toumi K., Direct drive robots theory and practice, Cambridge, The MIT Press 1987.
• [3] Brock S., Kaczmarek T., Zastosowanie metody ruchu ślizgowego serwonapędów robotów, Prace Naukowe Instytutu Cybernetyki Technicznej Politechniki Wrocławskiej nr 103, VII Krajowa Konferencja Robotyki, t. 2, Lądek Zdrój, 5-7 września 2001, s. 303-312.
• [4] Brock S., Pajchrowski T., Zawirski K., Odporne sterowanie precyzyjnym napędem bezpośrednim z silnikiem synchronicznym o magnesach trwałych, w: IX Sympozjum „Energoelektronika w nauce i dydaktyce", Poznań, 20-22 września 2004, s. 11-20.
• [5] Chojnacki A., Muszyński W., Sterowanie rozmyte - zastosowanie w sterowniku osi robota, Prace Naukowe Instytutu Cybernetyki Technicznej, Politechnika Wrocławska, 1993, nr 94, s. 43-50.
• [6] Chung S.K., Lee J.H., Ko J. S., Youn M.J., Robust speed control of brushless direct drive motor using integral variable structure control, lEE Proc. - Electr. Power Appl., 1995, Vol. 142, No. 6, s. 361-370.
• [7] Dąbrowski M., Projektowanie maszyn elektrycznych prądu przemiennego, wyd. 2, Warszawa, WNT 1994.
• [8] Dąbrowski M., Kierunki rozwoju maszyn elektrycznych i transformatorów. Zeszyty Naukowe Politechniki Poznańskiej, Elektryka, 2005, z. 49, s. 61-77.
• [9] Deskur J., Praktyczna metoda projektowania regulatorów prędkości i położenia odpornych na zakłócenia i zmiany parametrów napędu, w: V Krajowa Konferencja Naukowa „Sterowanie w energoelektronice i napędzie elektrycznym - SENE", t. 1, Łódź-Arturówek, 14-16 listopada 2001, s. 105-110.
• [10] Deskur J., Odporny regulator PID serwonapędu, w: IX Sympozjum „Energoelektronika w nauce i dydaktyce", Poznań, 20-22 września 2004, s. 45-52.
• [11] Erbatur K., Kaynak M.O., Sabanovic A., A study on robustness property of sliding-mode controllers: A novel design and experimental investigations, IEEE Trans, on Industrial Electronics, 1999, Vol. 46, No. 5, s. 1012-1017.
• [12] Hemati N., Thorp J.S., Leu M.C., Robust nonlinear control of brushless DC motors for direct drive robotic applications, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 1990, Vol. 37, No. 6, s. 460-468.
• [13] Jezierski E., Features of robot arm drive systems and their influence on dynamics and control of the arm, w: 2. Int. Symposium on Methods and Models in Automation and Robotics, 30 August - 2 September, 1995, Międzyzdroje, Poland, 1995, s. 523-528.
• [14] Jezierski E., Sterowanie napędu robotów - aktualne problemy i perspektywy. Prace Naukowe Instytutu Cybernetyki Technicznej Politechniki Wrocławskiej nr 103, VII Krajowa Konferencja Robotyki, t. 2, Lądek Zdrój, 5-7 września 2001, s. 261-277.
• [15] Jufer M., Trends in development of electric motors and drives. Electro Motion, 1994, Vol. l, No. l, s. 3-12.
• [16] Kaczmarek T., Napęd elektryczny robotów, Poznań, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej 1996.
• [17] Kaczmarek T., Problemy sterowania w napędzie bezpośrednim robotów, w: V Krajowa Konferencja Naukowa „Sterowanie w energoelektronice i napędzie elektrycznym - SENE", t. 1, Łódź-Arturówek, 14-16 listopada 2001, s. 241-251.
• [18] Kaczmarek T., Zawirski K., Układy napędowe z silnikiem synchronicznym, Poznań, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej 2000.
• [19] Kaczmarek T., Brock S., Kamiński R., A fuzzy tuning of the speed controller designed for the robot drive, w: Proc. of the 8th Inter. Conf. Power Electronics & Motion Control, Vol. 5, Prague, 8-10 September 1998.
• [20] Kasiński A., Zagadnienia nieliniowej kompensacji zakłóceń działających na ramię robota w stanach dynamicznych. Prace Naukowe Instytutu Cybernetyki Technicznej Politechniki Wrocławskiej, 1985, vol. 25, t. 2, s. 195-202.
• [21] Kasiński A., Adaptive dynamical control of robots - nonlinear approach, w: IFAC Proceedings "Theory of robots", red. P. Kopacek, I. Troch, K. Desoyer, Oxford, Pergamon Press 1988, s. 253-258.
• [22] Kaźmierkowski M.P., Tunia H., Automatic control of converter-fed driver, Warszawa-Amsterdam, ELSEVIER-PWN 1994.
• [23] Kozłowski K., Dutkiewicz P., Modelowanie i identyfikacja w robotyce, Poznań, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej 1996.
• [24] Kozłowski K., Dutkiewicz P., Wróblewski W., Modelownie i sterowanie robotów, Warszawa, Wydawnictwo Naukowe PWN 2003.
• [25] Low K.-S., Zhuang H., Robust model predictive control and observer for direct drive applications, IEEE Trans. on Power Electronics, 2000, Vol. 15, No. 6, s. 1018-1028.
• [26] Muszyński R., Kaczmarek T., The elastic servo drive with state controller. Archives of Electrical Engineering, 2003, Vol. 52, No. 2, s. 185-200.
• [27] Kowalska-Orłowska T., Bezczujnikowe układy napędowe z silnikami indukcyjnymi, Wrocław, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej 2003.
• [28] Petrowić V., Ortega R., Stanković A.M., Tadmor G., Design and implementation of an adaptive controller for torque ripple minimization in PM synchronous motors, IEEE Trans. on Power Electronics, 2000, Vol. 15, No. 5, s. 871-880.
• [29] Powell B., Direct drives for precision robots. Machine Design, 1986, s. 49-52.
• [30] Pytlak A., Świątek H., Zymmer K., Kompatybilność przekształtników z siecią zasilającą. Cz. 1, Jakość i Użytkowanie Energii Elektrycznej, 1997, t. 3, z. 1, s. 31-36.
• [31] Roy J., Whitcomb L.L., Comparative structural analysis 2-DOF semi-direct-drive linkages for robot arms, lEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 1999, Vol. 4, No. 1, s. 82-85.
• [32] Zawirski K., Fuzzy robust speed control of permanent magnet synchronous motor, w: Proc. of the 8th Inter. Conf. Power Electronics & Motion Control, Vol. 5, Prague, 8-10 September 1998.
• [33] Harmonic Drive, CSG Component Sets (Internet).
• [34] University of Maribor, Institute for Robotics: Projects, Direct Drive Robot (Internet).
• [35] Kollmorgen, Data Publication, Direct Drive DC Torque Motors (Internet).
• [36] DACPOL, Katalog 2001/2002, Podzespoły dla energoelektroniki.