5)能經(jīng)受住苛刻的運(yùn)行條件,可進(jìn)行十分頻繁的正反向和加減速運(yùn)行,并能在短時(shí)間內(nèi)承受數(shù)倍過(guò)載。交流伺服驅(qū)動(dòng)器因其具有轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比高、無(wú)電刷及換向火花等優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)機(jī)器人中得到廣泛應(yīng)用。
2、伺服電機(jī)的核心技術(shù)
1)信號(hào)接插件的可靠性。國(guó)產(chǎn)伺服需要繼續(xù)改進(jìn),而且接插件的小型化、高密度化也是趨勢(shì),與伺服電機(jī)本體的集成設(shè)計(jì)是個(gè)很好的做法,目前日系的伺服電機(jī)很多就是這樣設(shè)計(jì)的,方便安裝、調(diào)試、更換。
2)編碼器的高精度。尤其工業(yè)機(jī)器人上用的多圈絕對(duì)值編碼器,目前嚴(yán)重依賴(lài)進(jìn)口 ,是制約我國(guó)高檔伺服系統(tǒng)發(fā)展的重要瓶頸之一。編碼器的小型化也是伺服電機(jī)小型化繞不過(guò)去的核心技術(shù)。縱觀日系伺服電機(jī)產(chǎn)品的更迭,都是伴隨著電機(jī)磁路和編碼器的協(xié)同發(fā)展升級(jí)。
另外,國(guó)內(nèi)的伺服系統(tǒng)的基礎(chǔ)性研究缺失,包括絕對(duì)值編碼器技術(shù)、高端電機(jī)的產(chǎn)業(yè)化制造技術(shù)、生產(chǎn)工藝的突破、性能指標(biāo)的實(shí)用性驗(yàn)證和考核標(biāo)準(zhǔn)的制定等等。這些都需要國(guó)內(nèi)機(jī)器人行業(yè)的核心零部件企業(yè)去完善。
3、機(jī)器人伺服電機(jī)的部分企業(yè)
控制器
工業(yè)機(jī)器人控制器是機(jī)器人控制系統(tǒng)的核心大腦??刂破鞯闹饕蝿?wù)是對(duì)機(jī)器人的正向運(yùn)動(dòng)學(xué)、逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)求解,以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的操作空間坐標(biāo)和關(guān)節(jié)空間坐標(biāo)的相互轉(zhuǎn)換,完成機(jī)器人的軌跡規(guī)劃任務(wù),實(shí)現(xiàn)高速伺服插補(bǔ)運(yùn)算、伺服運(yùn)動(dòng)控制。
機(jī)器人控制器由機(jī)器人控制器硬件和機(jī)器人控制器軟件組成。機(jī)器人控制器的軟件部分是工業(yè)機(jī)器人的“心臟”,隨著科技的發(fā)展,工業(yè)機(jī)器人從下位機(jī)到上位機(jī)的應(yīng)用軟件方面都有了不同程度的研究成果。
機(jī)器人軸數(shù)越多,對(duì)控制器性能要求也越高:機(jī)器人自由度的高低取決于其可移動(dòng)的關(guān)節(jié)數(shù)目,關(guān)節(jié)數(shù)愈多,自由度越高,位移精準(zhǔn)度也越高,其所使用的伺服電機(jī)數(shù)量就相對(duì)較多,即越精密的工業(yè)型機(jī)器人所用的伺服電機(jī)數(shù)量愈多。一般每臺(tái)多軸機(jī)器人由一套控制系統(tǒng)控制,也意味著控制器性能要求越高。
控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)涉及較多的核心技術(shù),包括硬件設(shè)計(jì),底層軟件技術(shù),上層功能應(yīng)用軟件等,隨著技術(shù)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的積累,國(guó)內(nèi)企業(yè)機(jī)器人控制器產(chǎn)品已經(jīng)較為成熟,是機(jī)器人產(chǎn)品中與國(guó)外產(chǎn)品差距最小的關(guān)鍵零部件,國(guó)內(nèi)機(jī)器人控制器所采用的硬件平臺(tái)和國(guó)外產(chǎn)品相比并沒(méi)有太大差距, 差距主要在控制算法和二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)的易用性方面。
工業(yè)機(jī)器人控制器的部分企業(yè)
減速器
工業(yè)機(jī)器人核心部件減速器是機(jī)械傳動(dòng)的核心,機(jī)器人的速度、精度都與減速器有關(guān),工業(yè)機(jī)器人使用的減速器主要包含:諧波減速器、RV減速器。
1、諧波齒輪減速器
諧波齒輪減速器是利用行星齒輪傳動(dòng)原理發(fā)展起來(lái)的一種新型減速器,由波發(fā)生器、柔輪和剛輪組成,依靠波發(fā)生器使柔輪產(chǎn)生可控彈性變形,并靠柔輪與剛輪嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。
諧波傳動(dòng)具有運(yùn)動(dòng)精度高,傳動(dòng)比大、質(zhì)量小、體積小、較小的傳動(dòng)慣量等優(yōu)點(diǎn)。最重要的是能在密閉空間傳遞運(yùn)動(dòng),這一點(diǎn)是其他任何機(jī)械傳動(dòng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。其缺點(diǎn)為在諧波齒輪傳動(dòng)中柔輪每轉(zhuǎn)發(fā)生兩次橢圓變形,極易引起材料的疲勞損壞,損耗功率大。同時(shí),其引起的扭轉(zhuǎn)變形角達(dá)到20’一30’甚至更大。受軸承間隙等影響可能引起3 7~6’的回程誤差,不具有自鎖功能。
諧波齒輪減速器
2、RV減速器
RV減速器由一個(gè)行星齒輪減速機(jī)的前級(jí)和一個(gè)擺線針輪減速機(jī)的后級(jí)組成。RV傳動(dòng)是新興起的一種傳動(dòng),它是在傳統(tǒng)針擺行星傳動(dòng)的基礎(chǔ)上發(fā)展出來(lái)的,不僅克服了一般針擺傳動(dòng)的缺點(diǎn),而且具有體積小、質(zhì)量輕、傳動(dòng)比范圍大、壽命長(zhǎng)、精度保持穩(wěn)定、效率高、傳動(dòng)平穩(wěn)等一系列優(yōu)點(diǎn)。