冲床机械手关键基础部件的讲解

作者:日期:2017年10月27日 15:53

 冲床机械手的关键基础部件,是指构成机械手传动系统、控制系统和人机交互系统,对冲床机械手性能起到关键影响作用,并具有通用性和模块化的部件单元。主要分成以下三部分: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。

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一、减速机
        减速机是冲床机械手的关键部件,目前主要使用两种类型的减速机:谐波齿轮减速机和RV减速机。应用在冲床机械手的底座和手臂关节处。

        谐波传动方法由美国发明家C.WaltMusser20世纪50年代中期发明。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701000,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。


     近年来国内部分厂商和院校开始致力高精度摆线针轮减速机的国产化和产业化研究。在谐波减速机方面,国内已有可替代产品,如北京中技克美,北京谐波传动所,但是相应产品在输入转速,扭转高度,传动精度和效率方面与日本产品还存在不小的差距,在工业机器人上的成熟应用还刚刚起步。



二、伺服电机和驱动器
        在伺服电机和驱动方面,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。


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三、控制器
        在冲床机械手控制器方面,目前通用的多轴控制器平台主要分为以嵌入式处理器(DSPPOWERPC)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DeltaTauPMAC卡和BeckhoffTwinCAT系统。

 

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