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如同”與時間賽跑“的企業(yè)文化所倡導的那樣,在今年5月份剛剛成功上市自有串并混聯(lián)5軸的研發(fā)與投產(chǎn)后,勃肯特人又開始聚焦到新產(chǎn)品的開發(fā)工作中,并于近日成功完成了直驅(qū)并聯(lián)機器人的研發(fā)工作,性能實驗均已達標,不日將正式推向市場。
工業(yè)機器人的動力源一般為交流伺服電機,因為由脈沖信號驅(qū)動,伺服電機本身就可以實現(xiàn)調(diào)速,但因工業(yè)機器人通過執(zhí)行的重復(fù)動作、完成相同的工序,為保證工業(yè)機器人在生產(chǎn)使用中完成的可靠性,及定位精度和重復(fù)定位精度的高標準,從而確保工藝質(zhì)量,因此,為了更好的提高和確保工業(yè)機器人的精度就需要采用RV減速器或諧波減速器。
精密減速器在工業(yè)機器人中的另一作用是傳遞更大的扭矩。當負載較大時,一味提高伺服電機的功率是很不劃算的,所以在適宜的速度范圍內(nèi)通過減速器來提高輸出扭矩成為最佳之選。此外,伺服電機在低頻運轉(zhuǎn)下容易發(fā)熱和出現(xiàn)低頻振動,對于長時間和周期性工作的工業(yè)機器人這都不利于確保其精確、可靠地運行。精密減速器的存在使伺服電機在一個合適的速度下運轉(zhuǎn),并精確地將轉(zhuǎn)速降到工業(yè)機器人各部位需要的速度,提高機械體剛性的同時輸出更大的力矩。與通用減速器相比,機器人的減速器要求具有傳動鏈短、體積小、功率大、質(zhì)量輕和易于控制等特點。
隨著工業(yè)機器人在各個領(lǐng)域的廣泛推廣與工業(yè)機器人制造企業(yè)的不斷努力,工業(yè)機器人在食品、藥品、3C電子及航空航天等有高標準要求的科技領(lǐng)域均獲得越來越多的認同與應(yīng)用,而隨之而來的是使用減速機所出現(xiàn)的問題:
1. 傳動機構(gòu)是電機動子通過電機軸再通過一系列的機械傳動機構(gòu)如聯(lián)軸器、絲桿、同步帶、齒條、減速機等等連接負載,在這個過程中,從機械角度上就已經(jīng)增加了存在間隙、彈性變形、摩擦阻尼等等因素的可能性,從而造成設(shè)備剛性、響應(yīng)特性的降低與損失,同時,減速機的制造精度會影響實際精度;
2. 多級減速機里的齒隙油膜厚度變化等小誤差經(jīng)過多級放大還是會造成重復(fù)精度的下降;
3. 諧波減速機的齒輪嚙合或是柔輪變形,有壽命限制;
4. 對多連桿機構(gòu)齒隙的非線性耦合使得機器人的絕對精度較差;
5. 因減速機無可避免的油潤滑,致使機器人難免出現(xiàn)漏油事件,為食品藥品行業(yè)帶來安全衛(wèi)生隱患;
所以,工業(yè)機器人往往只談重復(fù)定位精度不談絕對精度,這更使得機器人很難純粹地進行離線編程,提高了部署的難度和成本。
直驅(qū)的全稱為直接驅(qū)動技術(shù),那么什么是“直接驅(qū)動技術(shù)”? 它的應(yīng)用又給市場帶來了什么?
簡單的講,就是將移動負載和電機動子直接耦合在一起的技術(shù)。他是將新型旋轉(zhuǎn)電機或直線電機直接耦合或連接到從動負載上實現(xiàn)驅(qū)動。由于取消了的許多中間環(huán)節(jié),結(jié)構(gòu)大大簡化,從而使整個系統(tǒng)具有高效低耗(部分系統(tǒng)可比原有非直驅(qū)系統(tǒng)節(jié)電50%以上)、高速度高精度、高可靠性免維護、高剛度快響應(yīng)、無需潤滑、運動安靜等優(yōu)點。
直驅(qū)技術(shù)是將一個復(fù)雜的多級轉(zhuǎn)換系統(tǒng)簡化為一個簡單直接的驅(qū)動系統(tǒng),即將一個多個效率相乘的低效系統(tǒng)變?yōu)閱蝹€效率或少數(shù)幾個效率相乘的高效系統(tǒng)。圖1(A)為一個復(fù)雜的多級轉(zhuǎn)換系統(tǒng)示意圖,圖1(B)為一個簡單直接的驅(qū)動系統(tǒng)示意圖。其中圖1(A)的多級轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括運動速度的多級轉(zhuǎn)換、運動形式的轉(zhuǎn)換(如旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動)、結(jié)構(gòu)方式的轉(zhuǎn)換等。如傳統(tǒng)的并聯(lián)機器人系統(tǒng)效率最大值為40%,而直驅(qū)式結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)效率可達90%以上。
直接驅(qū)動技術(shù)自20世紀50年代出現(xiàn)以來,直到21世紀伴隨著新材料、新的控制方法的發(fā)展才被越來越多地應(yīng)用到各種行業(yè),直接驅(qū)動機器人的高速度、高精度、重量輕、高剛性、機械簡單等優(yōu)異性能和極大的發(fā)展價值也激起了工業(yè)界的深厚興趣,除實驗性和研 究性的直接驅(qū)動機器人外,美國的Adept公司、Graco機器人公司、Wollmann公司等都向市場推出了多種工業(yè)用直接驅(qū)動機器人用于裝配、噴涂、切割等任務(wù)。
勃肯特機器人研究自直驅(qū)項目立項以來,一直將自己的研發(fā)重點放在以下幾點:
l 如何最大可能的簡化多級驅(qū)動系統(tǒng)為直驅(qū)系統(tǒng),并進行系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計;
l 直驅(qū)系統(tǒng)電機本體的優(yōu)化和創(chuàng)新設(shè)計;
l 直驅(qū)系統(tǒng)中永磁材料與新材料的最佳應(yīng)用;
l 直驅(qū)系統(tǒng)中電機轉(zhuǎn)矩脈動的抑制技術(shù);
結(jié)合勃肯特機器人高速度高精度的特點,勃肯特首先考慮的是需要達到極佳的運動性能,像控制精度、響應(yīng)速度以及可靠性等因素。應(yīng)用直接驅(qū)動技術(shù)的是提高系統(tǒng)速度、降低系統(tǒng)的柔性和間隙,提高響應(yīng)速度,降低控制難度的有效方法。
除在性能方面的優(yōu)勢,直驅(qū)整個結(jié)構(gòu)的簡化帶來了整體直接成本的降低和后期的免維護,這一系列特點將很好的適應(yīng)例如我國的郵政分揀系統(tǒng)、一些行業(yè)的高要求物流線等,此外在電子制造行業(yè),由于面對快速變化的市場,不斷地推出新產(chǎn)品,對生產(chǎn)線的柔性化和生產(chǎn)良品率要求比較高,直驅(qū)設(shè)備將在如半導休晶圓設(shè)備、顯示器面板生產(chǎn)線、電子加工PCB鉆孔/SMT貼片生產(chǎn)線等有廣泛的應(yīng)用。
勃肯特機器人核心團隊多來自工業(yè)自動化集成領(lǐng)域,董事長王岳超更是從生產(chǎn)企業(yè)基層做起,積累下超過12年、與生產(chǎn)領(lǐng)域各個不同職位工作的經(jīng)驗。知客戶之所難,想客戶之所想,憑借多年技術(shù)積累以及業(yè)內(nèi)難點突破,目前勃肯特已擁有超過30多項國家專利,而這個數(shù)字仍在以“1個月3專利、3個月出新品”的速度持續(xù)遞增。 以天津為生產(chǎn)基地,輻射北京、上海、深圳、鄭州、成都的戰(zhàn)略發(fā)展格局,是勃肯特“與客戶并肩,以客戶為本”的服務(wù)理念的充分體現(xiàn)。勃肯特正以實際行動助力中國企業(yè)加快腳步,為走進工業(yè)4.0時代和迎接“中國智造”偉大時刻的到來奮斗不息。