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机器人研究院

勃肯特机器人公司机器人研究院成立

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勃肯特机器人公司机器人研究院成立

直驱并联ZD系列研发成功

2018-07-24

如同”与时间赛跑“的企业文化所倡导的那样,在今年5月份刚刚成功上市自有串并混联5轴的研发与投产后,勃肯特人又开始聚焦到新产品的开发工作中,并于近日成功完成了直驱并联机器人的研发工作,性能实验均已达标,不日将正式推向市场。

 

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工业机器人的动力源一般为交流伺服电机,因为由脉冲信号驱动,伺服电机本身就可以实现调速,但因工业机器人通过执行的重复动作、完成相同的工序,为保证工业机器人在生产使用中完成的可靠性,及定位精度和重复定位精度的高标准,从而确保工艺质量,因此,为了更好的提高和确保工业机器人的精度就需要采用RV减速器或谐波减速器。

 

精密减速器在工业机器人中的另一作用是传递更大的扭矩。当负载较大时,一味提高伺服电机的功率是很不划算的,所以在适宜的速度范围内通过减速器来提高输出扭矩成为最佳之选。此外,伺服电机在低频运转下容易发热和出现低频振动,对于长时间和周期性工作的工业机器人这都不利于确保其精确、可靠地运行。精密减速器的存在使伺服电机在一个合适的速度下运转,并精确地将转速降到工业机器人各部位需要的速度,提高机械体刚性的同时输出更大的力矩。与通用减速器相比,机器人的减速器要求具有传动链短、体积小、功率大、质量轻和易于控制等特点。

 

随着工业机器人在各个领域的广泛推广与工业机器人制造企业的不断努力,工业机器人在食品、药品、3C电子及航空航天等有高标准要求的科技领域均获得越来越多的认同与应用,而随之而来的是使用减速机所出现的问题:

1. 传动机构是电机动子通过电机轴再通过一系列的机械传动机构如联轴器、丝杆、同步带、齿条、减速机等等连接负载,在这个过程中,从机械角度上就已经增加了存在间隙、弹性变形、摩擦阻尼等等因素的可能性,从而造成设备刚性、响应特性的降低与损失,同时,减速机的制造精度会影响实际精度;

2. 多级减速机里的齿隙油膜厚度变化等小误差经过多级放大还是会造成重复精度的下降;

3. 谐波减速机的齿轮啮合或是柔轮变形,有寿命限制;

4. 对多连杆机构齿隙的非线性耦合使得机器人的绝对精度较差;

5. 因减速机无可避免的油润滑,致使机器人难免出现漏油事件,为食品药品行业带来安全卫生隐患;

 

所以,工业机器人往往只谈重复定位精度不谈绝对精度,这更使得机器人很难纯粹地进行离线编程,提高了部署的难度和成本。


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直驱的全称为直接驱动技术,那么什么是“直接驱动技术”? 它的应用又给市场带来了什么?

简单的讲,就是将移动负载和电机动子直接耦合在一起的技术。他是将新型旋转电机或直线电机直接耦合或连接到从动负载上实现驱动。由于取消了的许多中间环节,结构大大简化,从而使整个系统具有高效低耗(部分系统可比原有非直驱系统节电50%以上)、高速度高精度、高可靠性免维护、高刚度快响应、无需润滑、运动安静等优点。

 

直驱技术是将一个复杂的多级转换系统简化为一个简单直接的驱动系统,即将一个多个效率相乘的低效系统变为单个效率或少数几个效率相乘的高效系统。图1(A)为一个复杂的多级转换系统示意图,图1(B)为一个简单直接的驱动系统示意图。其中图1(A)的多级转换系统包括运动速度的多级转换、运动形式的转换(如旋转运动转换为直线运动)、结构方式的转换等。如传统的并联机器人系统效率最大值为40%,而直驱式结构的系统效率可达90%以上。


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直接驱动技术自20世纪50年代出现以来,直到21世纪伴随着新材料、新的控制方法的发展才被越来越多地应用到各种行业,直接驱动机器人的高速度、高精度、重量轻、高刚性、机械简单等优异性能和极大的发展价值也激起了工业界的深厚兴趣,除实验性和研 究性的直接驱动机器人外,美国的Adept公司、Graco机器人公司、Wollmann公司等都向市场推出了多种工业用直接驱动机器人用于装配、喷涂、切割等任务。

  

勃肯特机器人研究自直驱项目立项以来,一直将自己的研发重点放在以下几点:

l  如何最大可能的简化多级驱动系统为直驱系统,并进行系统优化设计;

l  直驱系统电机本体的优化和创新设计;

l  直驱系统中永磁材料与新材料的最佳应用;

l  直驱系统中电机转矩脉动的抑制技术;

结合勃肯特机器人高速度高精度的特点,勃肯特首先考虑的是需要达到极佳的运动性能,像控制精度、响应速度以及可靠性等因素。应用直接驱动技术的是提高系统速度、降低系统的柔性和间隙,提高响应速度,降低控制难度的有效方法。

 

除在性能方面的优势,直驱整个结构的简化带来了整体直接成本的降低和后期的免维护,这一系列特点将很好的适应例如我国的邮政分拣系统、一些行业的高要求物流线等,此外在电子制造行业,由于面对快速变化的市场,不断地推出新产品,对生产线的柔性化和生产良品率要求比较高,直驱设备将在如半导休晶圆设备、显示器面板生产线、电子加工PCB钻孔/SMT贴片生产线等有广泛的应用。

  

 勃肯特机器人核心团队多来自工业自动化集成领域,董事长王岳超更是从生产企业基层做起,积累下超过12年、与生产领域各个不同职位工作的经验。知客户之所难,想客户之所想,凭借多年技术积累以及业内难点突破,目前勃肯特已拥有超过30多项国家专利,而这个数字仍在以“1个月3专利、3个月出新品”的速度持续递增。 以天津为生产基地,辐射北京、上海、深圳、郑州、成都的战略发展格局,是勃肯特“与客户并肩,以客户为本”的服务理念的充分体现。勃肯特正以实际行动助力中国企业加快脚步,为走进工业4.0时代和迎接“中国智造”伟大时刻的到来奋斗不息。