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機械手的關鍵基礎(chǔ)部件(jiàn),是指構成機械手傳動係統、控製係統和人機交互係統,對機(jī)械手性能起到關鍵影響(xiǎng)作用(yòng),並具有(yǒu)通用性和模(mó)塊化的部件單(dān)元。主要分成(chéng)以下三(sān)部分:減速機、高性能(néng)交直流伺服電機和驅(qū)動器、以及高性(xìng)能機器人控製(zhì)器。
一、減速機
減速機(jī)是機械手的關鍵部(bù)件,目前(qián)主要使用兩種類型的減速機:諧波齒(chǐ)輪減速機和RV減(jiǎn)速機。應用在東(dōng)莞機械手(shǒu)的底座和(hé)手臂關(guān)節處。
諧波傳動方法由美國發明家C.WaltMusser於20世紀50年代中期(qī)發明(míng)。諧波齒輪減速機主要由波發生器、柔性齒(chǐ)輪(lún)和(hé)剛性齒輪3個基本構件組(zǔ)成,依靠波(bō)發生器(qì)使柔性齒輪產(chǎn)生(shēng)可控彈性變(biàn)形,並與剛性齒輪(lún)相(xiàng)齧合來傳遞(dì)運動和動力,單級傳動速比可達70~1000,借助柔輪變形(xíng)可做到反轉無側隙齧合。與一般減速機比較,輸出(chū)力矩相同時,諧波(bō)齒(chǐ)輪減(jiǎn)速機的體積可減小2/3,重(chóng)量(liàng)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(qiú)較高,製(zhì)造工藝複雜,柔輪性能是(shì)高品質諧波齒輪(lún)減速(sù)機的關鍵。
二、控製器
在機械手控製器方(fāng)麵,目前通用的多軸控(kòng)製器平台主要分為以嵌入式處理(lǐ)器(DSP,POWERPC)為(wéi)核(hé)心的運動控製卡和以工控(kòng)機加實時係統(tǒng)為核心的PLC係統,其代表分別是DeltaTau的PMAC卡和Beckhoff的TwinCAT係統。國(guó)內的在運動控製卡方麵,固高公司已經開發出相應成熟產品,但是在機械手上的(de)應用還相對較少(shǎo)。
三、伺服電機和驅動器
在伺服電機和驅動方麵,目前歐係的品牌主要有倫茨(cí),Lust,博世力士(shì)樂等,這些(xiē)歐係電機及驅動部件過載能力及動態響應(yīng)好,驅動器開放性強,且具有總線接口,但是價格昂貴。日係品牌(pái)主要有安川,鬆下(xià),三菱等,其價格相對低一(yī)些,但(dàn)是動(dòng)態響(xiǎng)應能力較差,開放性較(jiào)差,且(qiě)大部分隻具備模擬量和脈衝控製方式。而(ér)國內近年來也開展了(le)大功率(lǜ)交流永磁同步電機(jī)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(guǎng)州數控等單位(wèi),並且具備了一定的生產能力,但是其動態(tài)性能,開放性和可靠性還需要更多的實際(jì)項目應用進行驗證。