鍛造機械手關鍵基礎部件的講解
發布日期：
2020-06-01
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鍛造機械手關鍵基礎部件的講解
鍛造機械手的關鍵基礎部件，是指構成機械手傳動系統、控制系統和人機交互系統，對沖床機械手性能起到關鍵影響作用，并具有通用性和模塊化的部件單元。主要分成以下三部分：高精度減速機、高性能交直流伺服電機和驅動器、以及高性能機器人控制器。
一、減速機
減速機是鍛造機械手的關鍵部件，目前主要使用兩種類型的減速機：諧波齒輪減速機和RV減速機。應用在沖床機械手的底座和手臂關節處。
諧波傳動方法由美國發明家C.WaltMusser于20世紀50年代中期發明。諧波齒輪減速機主要由波發生器、柔性齒輪和剛性齒輪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形，并與剛性齒輪相嚙合來傳遞運動和動力，單級傳動速比可達70～1000，借助柔輪變形可做到反轉無側隙嚙合。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可減小2/3，重量可減輕1/2。柔輪承受較大的交變載荷，因而其材料的抗疲勞強度、加工和熱處理要求較高，制造工藝復雜，柔輪性能是高品質諧波齒輪減速機的關鍵。
近年來國內部分廠商和院校開始致力高精度擺線針輪減速機的國產化和產業化研究。在諧波減速機方面，國內已有可替代產品，如北京中技克美，北京諧波傳動所，但是相應產品在輸入轉速，扭轉高度，傳動精度和效率方面與日本產品還存在不小的差距，在工業機器人上的成熟應用還剛剛起步。
二、伺服電機和驅動器
在伺服電機和驅動方面，目前歐系的品牌主要有倫茨，Lust，博世力士樂等，這些歐系電機及驅動部件過載能力及動態響應好，驅動器開放性強，且具有總線接口，但是價格昂貴。日系品牌主要有安川，松下，三菱等，其價格相對低一些，但是動態響應能力較差，開放性較差，且大部分只具備模擬量和脈沖控制方式。而國內近年來也開展了大功率交流永磁同步電機及驅動部分基礎研究和產業化，如哈爾濱工業大學，北京和利時，廣州數控等單位，并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、控制器
在沖床機械手控制器方面，目前通用的多軸控制器平臺主要分為以嵌入式處理器（DSP，POWERPC）為核心的運動控制卡和以工控機加實時系統為核心的PLC系統，其代表分別是DeltaTau的PMAC卡和Beckhoff的TwinCAT系統。
鍛造機械手廣泛運用于自動沖壓、自動鍛壓、自動加工、自動搬運、自動噴涂、自動裝配、自動檢測等自動化工業生產，為工業企業解決用工難、效率低等迫切問題。
