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【配天機器人 | 前沿】減速器選得好,機器人標定可以少


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定位精度作為影響機器人性能的重要因素,所以經常要對機器人進行標定來提高機器人的定位精度從而滿足工業上的需要。但是在某些示教類的應用中,如果諧波減速器的精度足夠高,不需要標定也能夠滿足精度要求。

為什么機器人需要標定?

影響機器人本體精度因素分為兩大類:運動學因素——加工誤差、機械公差/裝配誤差、減速器精度、減速器空程等;動力學因素——質量、慣性張量、摩擦力、關節柔性、連桿柔性。

 

機器人本體的實際精度和理論設計模型可能會存在一定的誤差。為了使機器人本體達到與理論設計模型一致,提高機器人點精度和軌跡精度或者能夠完全以編程設定的動作運動,機器人在裝配后需要進行標定工作。

 

標定一般采用激光跟蹤儀、拉線法、20點法等方法。至于采用哪種方法,可以根據企業的資金預算、客戶需求及市場定位的要求選擇不同的方法。毋庸置疑的是,無論使用哪種方法,對機器人本體企業來說都是成本的增加。

 

哪種情況不需要標定?

在多數工業機器人應用中,示教再現的編程方式仍然占據主流,這要求機器人具有較好的重復定位精度,對其絕對定位精度則要求不高。

 

特別是對于主要用于點到點工況的SCARA機器人,在點到點的示教類應用中:比如上下料搬運,起點和終點的位置都是示教出來的,因此對于這類應用,只要編碼器、減速器精度足夠高即可省去標定工作。

 

以愛普生G3-351mmSCARA機器人為例:機器人臂展350mm,重復定位精度±0.01,額定負載1Kg,最大負載3Kg。 


機器人本體的精度推算其對諧波減速器精度的要求,要想確保350mm臂展重復定位精度±0.01的精度,諧波減速器單向重復定位精度必須控制在11.88角秒。因此需要諧波減速器單向重復定位精度均低于10角秒。

國內外減速器精度對比

此前,諧波減速器作為國產機器人的“掣肘”被認為精度表現能力與國外品牌相差很大。但事實上,這兩年國產諧波減速器發展迅速,甚至已經在部分關鍵指標上已經趕超國外品牌。

 

如果以哈默納克產品的標準品來作為行業標準的話。根據主流減速器廠商產品樣冊上的指標來看:目前國產品牌,比如綠的品牌產品14、17規格80以上減速比傳動精度與哈默納克標準品精度指標基本一致,但其他規格型號的產品卻要低于哈默納克標準品精度33~50%。

 

而日本新寶品牌諧波減速器50減速比25以上規格的傳動精度也低于哈默納克標準品精度33%;但是無論標準品還是特殊品,昊志機電的傳動精度均高于哈默納克產品20%。

 

國內外減速器剛性性能對比

從上述影響機器人本體精度的動力學分析發現,關節柔性也是重要影響因素之一。由于諧波減速器是柔性產品,關節柔性主要表現為諧波減速器的柔性即減速器的剛性值;諧波減速器的剛性越好,機器人本體精度越高。

同樣是以哈默納科減速器剛性指標做為行業標準??梢钥闯觯喝毡拘聦毢吞K州綠的產品的剛性僅達到哈默納克剛性標準的85%左右;而昊志機電產品剛性卻為哈默納克剛性標準的1.1倍。


未來可期,目前部分國產品牌諧波減速器產品已經達到世界級的精度和壽命。這對于SCARA細分領域大部分客戶來說:在無需標定的情況下,機器人本體既可達到超高的重復定位精度要求,又能省去本體廠家的人工成本、設備采購成本及時間成本,同時提升本體廠家的核心競爭力。


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