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冲压机器人的关键性基础部件特点讲解

浏览次数:121       日期:2021-11-30
        冲压机器人的基础关键部件,对冲压机器人性能表现起到关键的影响作用。这些关键部件构成了冲压机器人的传动系统、控制系统和人机交互系统。主要包括:高精度减速机、高性能交直流伺服电机和驱动器、以及高性能机器人控制器。
 
一、减速机
减速机作为冲压机器人的关键部件,主要有两种类型:谐波齿轮减速机和RV减速机。应用在冲压机器人的底座和手臂关节处。
 
谐波齿轮减速机主要由波发生器、柔性齿轮和刚性齿轮3个基本构件组成,依靠波发生器使柔性齿轮产生可控弹性变形,并与刚性齿轮相啮合来传递运动和动力,单级传动速比可达70~1000,借助柔轮变形可做到反转无侧隙啮合。与一般减速机比较,输出力矩相同时,谐波齿轮减速机的体积可减小2/3,重量可减轻1/2。柔轮可承受较大的交变载荷,因而其材料的抗疲劳强度、加工和热处理要求较高,制造工艺复杂,柔轮性能是高品质谐波齿轮减速机的关键。
 
冲压机器人
 
RV减速机由一个行星齿轮减速机的前级和一个摆线针轮减速机的后级组成。以其体积小,抗冲击力强,扭矩大,定位精度高,振动小,减速比大等诸多优点被广泛应用于工业机器人领域。它较冲压机器人中常用的谐波传动具有高得多的疲劳强度、刚度和寿命,而且回差精度稳定,不像谐波传动那样随着使用时间增长运动精度就会显著降低,因此世界上许多国家高精度机器人传动多采用RV减速器,在先进机器人传动中有逐渐取代谐波减速器的发展趋势。
 
二、伺服电机和驱动器
冲压机器人所使用的伺服电机和驱动器,目前欧系的品牌主要有伦茨,Lust,博世力士乐等,这些欧系电机及驱动部件过载能力及动态响应好,驱动器开放性强,且具有总线接口,但是价格昂贵。日系品牌主要有安川,松下,三菱等,其价格相对低一些,但是动态响应能力较差,开放性较差,且大部分只具备模拟量和脉冲控制方式。而国内近年来也开展了大功率交流永磁同步电机及驱动部分基础研究和产业化,如哈尔滨工业大学,北京和利时,广州数控等单位,并且具备了一定的生产能力,但是其动态性能,开放性和可靠性还需要更多的实际项目应用进行验证。
 
三、控制器
在冲压机器人控制器方面,目前通用的多轴控制器平台主要分为以嵌入式处理器(DSP,POWERPC)为核心的运动控制卡和以工控机加实时系统为核心的PLC系统,其代表分别是DeltaTau的PMAC卡和Beckhoff的TwinCAT系统。国内的在运动控制卡方面,固高公司已经开发出相应成熟产品,但是在冲压机器人上的应用还相对较少。
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