沖壓機(jī)器人的基礎(chǔ)關(guān)鍵部件，對沖壓機(jī)器人性能表現(xiàn)起到關(guān)鍵的影響作用。這些關(guān)鍵部件構(gòu)成了沖壓機(jī)器人的傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和人機(jī)交互系統(tǒng)。主要包括：高精度減速機(jī)、高性能交直流伺服電機(jī)和驅(qū)動器、以及高性能機(jī)器人控制器。

 

一、減速機(jī)

減速機(jī)作為沖壓機(jī)器人的關(guān)鍵部件，主要有兩種類型：諧波齒輪減速機(jī)和RV減速機(jī)。應(yīng)用在沖壓機(jī)器人的底座和手臂關(guān)節(jié)處。

 

諧波齒輪減速機(jī)主要由波發(fā)生器、柔性齒輪和剛性齒輪3個基本構(gòu)件組成，依靠波發(fā)生器使柔性齒輪產(chǎn)生可控彈性變形，并與剛性齒輪相嚙合來傳遞運動和動力，單級傳動速比可達(dá)70～1000，借助柔輪變形可做到反轉(zhuǎn)無側(cè)隙嚙合。與一般減速機(jī)比較，輸出力矩相同時，諧波齒輪減速機(jī)的體積可減小2/3，重量可減輕1/2。柔輪可承受較大的交變載荷，因而其材料的抗疲勞強(qiáng)度、加工和熱處理要求較高，制造工藝復(fù)雜，柔輪性能是高品質(zhì)諧波齒輪減速機(jī)的關(guān)鍵。

 

 

RV減速機(jī)由一個行星齒輪減速機(jī)的前級和一個擺線針輪減速機(jī)的后級組成。以其體積小，抗沖擊力強(qiáng)，扭矩大，定位精度高，振動小，減速比大等諸多優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域。它較沖壓機(jī)器人中常用的諧波傳動具有高得多的疲勞強(qiáng)度、剛度和壽命，而且回差精度穩(wěn)定，不像諧波傳動那樣隨著使用時間增長運動精度就會顯著降低，因此世界上許多國家高精度機(jī)器人傳動多采用RV減速器，在先進(jìn)機(jī)器人傳動中有逐漸取代諧波減速器的發(fā)展趨勢。

 

二、伺服電機(jī)和驅(qū)動器

沖壓機(jī)器人所使用的伺服電機(jī)和驅(qū)動器，這些歐系電機(jī)及驅(qū)動部件過載能力及動態(tài)響應(yīng)好，驅(qū)動器開放性強(qiáng)，且具有總線接口，但是價格昂貴。日系品牌其價格相對低一些，但是動態(tài)響應(yīng)能力較差，開放性較差，且大部分只具備模擬量和脈沖控制方式。而國內(nèi)近年來也開展了大功率交流永磁同步電機(jī)及驅(qū)動部分基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)化，如哈爾濱工業(yè)大學(xué)，北京和利時，廣州數(shù)控等單位，并且具備了一定的生產(chǎn)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項目應(yīng)用進(jìn)行驗證。

 

三、控制器

在沖壓機(jī)器人控制器方面，目前通用的多軸控制器平臺主要分為以嵌入式處理器（DSP，POWERPC）為核心的運動控制卡和以工控機(jī)加實時系統(tǒng)為核心的PLC系統(tǒng)，其代表分別是DeltaTau的PMAC卡和Beckhoff的TwinCAT系統(tǒng)。國內(nèi)的在運動控制卡方面，固高公司已經(jīng)開發(fā)出相應(yīng)成熟產(chǎn)品，但是在沖壓機(jī)器人上的應(yīng)用還相對較少。