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机器人的关键技术

文章作者:小编 发表时间:2021-04-26 17:02:24 阅读量:255

(1)传动结构设计
拟定总体方案,确定机器人的结构形式,并据此进行初步的传动结构设计,零件结构设计,三维建模。要求设计者对机器人常见的结构形式,常见的传动原理和传动结构,机器人夹具、吸具配件系列减速器的类型和特点非常的熟悉和了解,工业机器人的优势有哪些?要有较强的结构设计能力和经验。 [5] 
(2)减速器选型
要对减速器的结构类型,性能参数的含义有深刻理解,会对减速器进行选型和计算校核。要会对减速器进行检测,测试,检测的内容主要包括噪音,抖动,输出扭矩,扭转刚度,背隙机器人夹具、吸具配件系列重复定位精度和定位精度等。减速器的振动会引起机器人末端的抖动,降低机器人的轨迹精度。减速器振动有多种原因,其中共振是共性的问题,机器人企业必须掌握抑制或者避免出现共振的方法。 [5] 
(3)电机选型
必须要对电机的工作特性非常了解,并会对电机扭矩,功率,惯量进行计算和校核。 [5] 
(4)仿真分析
进行静力学和动力学的仿真分析,对电机,减速器的选型校核,对本体零部件进行强度,机器人夹具、吸具配件系列刚度校核,降低本体重量,工业机器人的优势有哪些?提高机器人工作效率,降低成本。对三维模型进行模态分析,计算出固有频率,有助于进行共振抑制。 [5] 
(5)可靠性设计
结构设计采用最简化设计原则;本体铸铁件采用综合性能较好的球墨铸铁材料,铸铝件采用流动性好的铸造材料,采用金属模铸造;装配要有详细的装配工艺指导书,装配过程中有部件和单轴的测试;装配完后要有整机性能测试和耐久拷机测试;提高整机的防护等级设计,提高电柜的抗干扰能力,工业机器人-伯朗特机器人-伯朗特机械手-焊接机器人-江西龙恩自动化设备有限公司以适用不同工作环境的使用。 [5] 
2.电机伺服关键技术
(1)电机
①轻量化
对机器人来说,电机的尺寸和重量非常敏感,通过高磁性材料优化,一体化优化设计,加工装配工艺优化等技术的研究,提高伺服电机的效率,减小电机空间尺寸和降低电机重量,是机器人电机的关键技术之一。 [5] 
②高速
在减速比不能较大调整的情况,电机的最高转速则直接影响着机器人的末端速度和工作节拍;而且速比太低会影响电机的惯量匹配,因此提高电机的最高转速也是机器人电机的关键技术之一。 [5] 
③直驱,中空
随着协作机器人的不断成熟和推广,机器人结构的轻量化,紧凑化要求提高,发展高力矩直接驱动电机,盘式中空电机等机器人专用电机也是未来的趋势。 [5] 
(2)伺服
①快速响应,精确定位
伺服的响应时间直接影响到机器人的快速起停效果,影响机器人的工作效率和节拍。 [5] 
②无传感器方式实现弹性碰撞
安全性是衡量机器人性能的一个重要指标。加入力或力矩传感器会使结构更复杂,成本更高,基于编码器,电机电流耦合关系的无传感弹性碰撞技术,可以在不改变本体结构,不增加本体成本的条件下,在一定程度上提高机器人的安全性。 [5] 
③驱动多合一,驱控一体。
驱动多合一,多核CPU多轴驱控一体化集成技术,提高系统性能,降低驱动体积与成本。 [5] 
④在线自适应抖振抑制
工业机器人悬臂结构极易在多轴联动,重载及快速起停时引起抖动。机器人本体刚度要与电机伺服刚度参数相匹配,刚度过高,会造成振动,刚度过低会造成起停反应缓慢。机器人在不同的位置和姿态,以及在不同的工装负载下刚度都不一样,很难通过提前设置伺服刚度值能满足所有工况的需求。在线自适应抖振抑制技术,提出免参数调试的智能控制策略,同时兼顾刚度匹配,抖振抑制的需求,可以抑制机器人末端抖动,提高末端定位精度。 [5] 
3.控制关键技术
(1)运动解算及轨迹规划
运动求解,最佳路径规划,提高机器人的运动精度和工作效率。 [5] 
(2)动力学补偿
一般工业机器人是一个串联悬臂式结构,刚性弱,运动复杂,容易发生变形和抖动,是一个需要运动学和动力学相结合的课题。为了改善机器人的动态性能和提高运动精度,机器人控制系统必须建立动力学模型,进行动力学补偿。补偿的内容主要包括重力补偿,惯量补偿,摩擦补偿,耦合补偿等。 [5] 
(3)标定补偿
机器人机械本体由于加工误差和装配误差的原因,难以避免会和理论数学模型存在偏差,会降低机器人TCP精度和轨迹精度,如在焊接和离线编程使用时会受到严重影响。通过检测和算法标定补偿机器人的模型参数,可以较好地解决此问题。 [5] 
(4)工艺包完善
控制系统要与实际工程应用相结合,系统除不断升级,功能更加强大外,还要根据行业应用的需求不断开发和完善工艺包,有利于积累行业工艺经验,对客户来说使用更方便,操作更简单,效率更高。


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