衝壓機器人的基礎關鍵部件,對衝壓機器人性能表現起到關鍵的影響作用。這些關鍵部件構成了衝壓機器人的傳動係統、控製係(xì)統和人機交互係統。主要包括:高精度減(jiǎn)速機、高性能交直流伺(sì)服(fú)電(diàn)機和(hé)驅動器、以及高性能機器人控製器。
一、減速機
減速機作為
衝壓機器人的關鍵部件,主要有兩種類型:諧波齒輪減速機和RV減速機。應(yīng)用在衝(chōng)壓機器人的底座和手臂關節處。
諧波齒輪減速機主要(yào)由波發生器、柔性齒輪和剛性齒輪3個基(jī)本構件組成,依靠波發生器使柔性齒輪產生可控彈性變形,並與剛(gāng)性齒輪相齧合來傳遞運動和動力,單級傳動速比可達70~1000,借助柔輪變形可(kě)做到反轉無側隙齧合。與一般減速機比較,輸出力矩相同時,諧波齒輪減速機的體積(jī)可減小(xiǎo)2/3,重量可減輕1/2。柔輪可承受較大的交變載荷,因而其材料的抗疲勞強度、加工和熱(rè)處理要求較高,製造工藝複雜(zá),柔輪性能是高品質諧波齒輪(lún)減速(sù)機的關鍵。
RV減速機(jī)由一(yī)個行星(xīng)齒輪減速機(jī)的前級和一個擺(bǎi)線針輪減速機的後(hòu)級組成。以(yǐ)其體積小,抗衝擊力強,扭矩大,定位(wèi)精度高,振動小,減速比大等(děng)諸多優(yōu)點被(bèi)廣泛應用於工業機器(qì)人領域。它較衝壓機器人中常用的諧波傳動具有高得多的疲勞強(qiáng)度、剛度和壽命,而且回差(chà)精度穩定,不像諧波傳動那樣隨著(zhe)使(shǐ)用時間增長運動精度就會顯著降低,因此世界上許多國家高精度機器人傳動多采用RV減速器,在(zài)先進機器人傳動中有逐漸取代諧波減速器的發(fā)展趨勢。
二、伺服電機和驅動器
衝壓(yā)機器人所使(shǐ)用的伺服電機(jī)和驅(qū)動器,目前歐係的品牌主要有倫茨,Lust,博世力士樂等,這些(xiē)歐係電機及驅動(dòng)部件過載能力及動態響應好,驅(qū)動器開放性強,且(qiě)具有總線接口,但(dàn)是(shì)價格昂貴。日(rì)係品牌主要有安川,鬆下,三菱(líng)等,其價格(gé)相對低一些,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)量和脈衝控製方式。而國內近年來也開(kāi)展了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(hā)爾濱工業大學,北京和利時(shí),廣州數控等單位,並且具備了一定的生產能力,但是其動態性能,開放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(yòng)的多軸控製器平(píng)台主(zhǔ)要(yào)分為以嵌入式處理器(qì)(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TwinCAT係統。國內的在運動控製卡方麵(miàn),固高公司已(yǐ)經開發出相應成(chéng)熟產品,但是在衝壓機器人上的應(yīng)用還(hái)相對較少。