衝壓機器人的基礎關鍵部件,對衝壓機器人性能表現起(qǐ)到關鍵的影響作用。這(zhè)些關(guān)鍵部件構成(chéng)了
衝(chōng)壓(yā)機器人(rén)的(de)傳動係統、控製(zhì)係統和人(rén)機交互係統。主要包(bāo)括:高精度減速機、高(gāo)性能交直流伺(sì)服(fú)電機和驅動器、以及(jí)高性能(néng)機器人控製器。
一、減速(sù)機(jī)
減(jiǎn)速機作為衝(chōng)壓機器人的關鍵部件,主要有兩種類(lèi)型:諧波齒輪減速(sù)機和RV減速機(jī)。應用在衝壓機器人(rén)的底座和手臂關節處。
諧波齒輪減速機主要由波發生器、柔性齒輪和剛性齒輪(lún)3個基本構件組成,依靠波發生器使柔性齒輪產生可控彈性變(biàn)形,並與剛(gāng)性齒輪相齧合來傳遞(dì)運動(dòng)和動力,單級傳動速比可達70~1000,借助柔輪變形可做到反轉無(wú)側隙齧合。與一(yī)般減速機比較(jiào),輸出力矩相同時,諧波齒輪減(jiǎn)速機的(de)體積可減小2/3,重量可(kě)減輕1/2。柔輪可承受較大的交變載荷(hé),因而其材料的抗疲勞強度、加工和熱處理要(yào)求較(jiào)高,製造工藝複雜,柔輪(lún)性能是高品質諧波齒輪減速機的關鍵。
RV減速(sù)機(jī)由一個行星齒(chǐ)輪減速機的前級和一個擺線針輪減速機的(de)後級組成。以其體積小,抗(kàng)衝擊力強(qiáng),扭矩大,定(dìng)位精度(dù)高,振動小,減速比大等諸多優點被廣泛應用於工業機器人領域。它較衝壓機器人(rén)中常用的(de)諧波(bō)傳動(dòng)具有高得多的疲勞強度、剛度和壽命,而且回差精度穩定,不像諧波傳動那樣隨著使用時間增長運動精度就會顯著降低,因此世界上許(xǔ)多國家高(gāo)精度機器人傳動多采用RV減速器,在先進機器人傳動中有(yǒu)逐漸(jiàn)取代諧波減速器的發展趨勢。
二、伺服電機和驅(qū)動器
衝壓機器人所使用的伺服電機和驅動器,這些歐係電(diàn)機及驅動(dòng)部件過(guò)載能力(lì)及動態響應好,驅動器(qì)開放性強,且具有總線接口,但是價格昂貴。日係品牌其價(jià)格相(xiàng)對低一些,但是動態響應能力較差,開放性較差,且大部分(fèn)隻具備模擬(nǐ)量和脈衝控(kòng)製方式。而國內(nèi)近年來也開展了大功率交流永磁同步電(diàn)機及驅動部分基礎研究和產業化,如哈爾濱工業大學,北(běi)京和利時,廣州數控等單位,並(bìng)且具備了一定的生產能力,但是其動態性能(néng),開放性和可(kě)靠性還需要更多的實際項目應用進行驗證。
三、控製器
在
衝壓機器人控製器方麵,目(mù)前通用的多軸控製器平台主要分為以嵌入式處理器(DSP,POWERPC)為核心的運動控製卡和以工控機加實時係統為核心的PLC係統,其代表分別是DeltaTau的PMAC卡和Beckhoff的(de)TwinCAT係統。國內的在運動控製卡方麵,固高公司已經開發出相應成熟產品,但是在衝壓機器人上的應用還相對較少。