衝壓機器人的基礎關鍵部件,對(duì)衝壓機(jī)器人性能表現起到關鍵的(de)影響作用。這些關鍵部件(jiàn)構成了
衝壓機器人的傳動係統(tǒng)、控製係(xì)統和人機交互係統。主要包括:高精度減速機、高(gāo)性(xìng)能交直流伺服電機和驅動(dòng)器、以及(jí)高性能機器人控製器。
一、減速機
減速機作為衝壓(yā)機器(qì)人的關鍵部件,主要有兩種類型:諧波齒輪減速機和RV減速機。應用在衝壓機器人的底座(zuò)和手臂關節處。
諧(xié)波齒輪減速機主要由波發生器、柔(róu)性齒輪和剛性齒輪3個基本構件組成,依靠波發生器(qì)使柔性齒輪產生可控彈性變(biàn)形,並與剛性齒輪相齧合來傳遞運動和動(dòng)力,單級傳動速比可達70~1000,借(jiè)助柔輪變形可做到反轉無側隙齧合。與(yǔ)一(yī)般減(jiǎn)速(sù)機比較,輸出力矩相同(tóng)時(shí),諧波齒輪減速機(jī)的體積可減小2/3,重量可減輕1/2。柔輪可承受較大的交變載荷,因而(ér)其材料的抗疲勞強度、加工和熱(rè)處理(lǐ)要求較高,製造工藝複雜,柔輪性能是高品質諧波齒輪減速機的關鍵。
RV減(jiǎn)速機由一個行星齒輪減速機的前級(jí)和一個擺線針輪減速(sù)機的後級組成。以其體積小,抗衝擊力強,扭矩大,定位精度高,振動小,減速比大等諸多優(yōu)點被廣泛(fàn)應用於工業機器人領(lǐng)域。它較衝壓機器人(rén)中常用的(de)諧波傳動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(jiān)增長運動精度就會(huì)顯著降(jiàng)低(dī),因此世界上許多國家高(gāo)精度(dù)機器人傳動多采用RV減速器,在先進機器人傳(chuán)動中有逐漸取代諧(xié)波減速器的發展趨勢。
二、伺服電機和驅動器
衝壓機器(qì)人所使用的伺服電(diàn)機和驅動(dòng)器,這些歐係電機及驅(qū)動部件過載能力及動態響(xiǎng)應好,驅動器開放性強,且具有總線接(jiē)口,但是價格昂(áng)貴。日係品牌其價格相對低一些,但是動態響應(yīng)能力較差,開放性(xìng)較差,且大部分隻具備模擬量和脈衝控(kòng)製方式。而國內近年(nián)來也開展了(le)大功率交流永磁同步電機及驅動部分基礎研究和產(chǎn)業化,如哈爾濱工業大學,北京(jīng)和利時,廣州數控等單位,並且具備了一定的生產能力,但是其動態(tài)性(xìng)能,開放(fàng)性和可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,目前通用的多(duō)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(zhì)卡(kǎ)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TwinCAT係統。國內的在運動控製卡方麵,固(gù)高公(gōng)司已(yǐ)經開發出相應成熟產品,但是在衝壓機器人上的應(yīng)用還相對較少。