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鍛造機(jī)械手關(guān)鍵基礎(chǔ)部件的講解
鍛造機(jī)械手關(guān)鍵基礎(chǔ)部件的講解
鍛造機(jī)械手的關(guān)鍵基礎(chǔ)部件，是指構(gòu)成機(jī)械手傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和人機(jī)交互系統(tǒng)，對沖床機(jī)械手性能起到關(guān)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(jī)、高性能交直流伺服電機(jī)和驅(qū)動器、以及高性能機(jī)器人控制器。
一、減速機(jī)
減速機(jī)是鍛造機(jī)械手的關(guān)鍵部件，目前主要使用兩種類型的減速機(jī)：諧波齒輪減速機(jī)和RV減速機(jī)。應(yīng)用在沖床機(jī)械手的底座和手臂關(guān)節(jié)處。
諧波傳動方法由美國發(fā)明家C.WaltMusser于20世紀(jì)50年代中期發(fā)明。諧波齒輪減速機(jī)主要由波發(fā)生器、柔性齒輪和剛性齒輪3個基本構(gòu)件組成，依靠波發(fā)生器使柔性齒輪產(chǎn)生可控彈性變形，并與剛性齒輪相嚙合來傳遞運(yùn)動和動力，單級傳動速比可達(dá)70～1000，借助柔輪變形可做到反轉(zhuǎn)無側(cè)隙嚙合。與一般減速機(jī)比較，輸出力矩相同時，諧波齒輪減速機(jī)的體積可減小2/3，重量可減輕1/2。柔輪承受較大的交變載荷，因而其材料的抗疲勞強(qiáng)度、加工和熱處理要求較高，制造工藝復(fù)雜，柔輪性能是高品質(zhì)諧波齒輪減速機(jī)的關(guān)鍵。
近年來國內(nèi)部分廠商和院校開始致力高精度擺線針輪減速機(jī)的國產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)化研究。在諧波減速機(jī)方面，國內(nèi)已有可替代產(chǎn)品，如北京中技克美，北京諧波傳動所，但是相應(yīng)產(chǎn)品在輸入轉(zhuǎn)速，扭轉(zhuǎn)高度，傳動精度和效率方面與日本產(chǎn)品還存在不小的差距，在工業(yè)機(jī)器人上的成熟應(yīng)用還剛剛起步。
二、伺服電機(jī)和驅(qū)動器
在伺服電機(jī)和驅(qū)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(jī)及驅(qū)動部件過載能力及動態(tài)響應(yīng)好，驅(qū)動器開放性強(qiáng)，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(tài)響應(yīng)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(nèi)近年來也開展了大功率交流永磁同步電機(jī)及驅(qū)動部分基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)化，如哈爾濱工業(yè)大學(xué)，北京和利時，廣州數(shù)控等單位，并且具備了一定的生產(chǎn)能力，但是其動態(tài)性能，開放性和可靠性還需要更多的實(shí)際項目應(yīng)用進(jìn)行驗證。
三、控制器
在鍛造機(jī)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(yùn)動控制卡和以工控機(jī)加實(shí)時系統(tǒng)為核心的PLC系統(tǒng)，其代表分別是DeltaTau的PMAC卡和Beckhoff的TwinCAT系統(tǒng)。
鍛造機(jī)械手廣泛運(yùn)用于自動沖壓、自動鍛壓、自動加工、自動搬運(yùn)、自動噴涂、自動裝配、自動檢測等自動化工業(yè)生產(chǎn)，為工業(yè)企業(yè)解決用工難、效率低等迫切問題。
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