焊接機器人驅動器實現同步運行的閉環控制

為了實現上述三個運動閉環，在機械手駔動 器中都裝有高精度測角.測速傳感器。測速傳感 器一般都采用測速發電機或光電碼盤，測角傳感 器一膚都采用梢密電位計或光電碼盤，尤其是光電碼盤。圖40-10是光電碼盤的原理圖。光電碼 盤與電動機同軸安裝，在電動機旋轉時，帶有細 分刻梢的碼盤同速旋轉，固定光源射向光電管的 光束則時通時斷，因而輸出電脈沖。實際的碼盤 是輸出兩路脈沖，由于在碼盤內布置了兩對光電管，它們之間有一定角度差，因此兩路脈沖也有 固定的相位差，電動機正/反轉時，其輸出脈沖 的相位差不同，從而可判斷電動機的旋轉方向。 機器人采用的光電碼盤一般都要求每轉能輸出 1000個以上脈沖。

點焊機器人分類

表40-1列舉了生產現場使用的點焊機器人 的分類、特點和用途。在驅動形式方面，由于電 伺fu技術的迅速發展，液壓伺fu在機器人中的應 用逐漸減少，甚至大型機器人也大都采用電動機 驅動；隨著微電子技術的發展，機器人技術在性 能、小型化、可靠性以及維修等方面日新月異， 在機型方面，盡管主流仍是多用途的大型六軸垂 直多關節機器人，但是，出于機器人加工單元的 需要，一些汽車制造廠家也進行開發立體配置三 至五軸小型專用機器人的嘗試。

3 ) 平 面 關 節 式 。 這 種 機 械 手 的 機 構 特 點 是上 下 運 動 由 直 線 運 動 構 成 ， 其 他 運 動 均 由 旋 轉 運 動 構 成 。 這 種 結 構 在 垂 直 方 向 剛 度 大 ， 水 平 方 向又 十 分 靈 活 ， 較 適 合 以 插 裝 為 主 的 裝 配 作 業 ， 所以 被 裝 配 機 器 人 廣 泛 采 用 ， 又 稱 為 SCARA型 機械 手 ， 如 圖 4 0 -8 所 示 。機 器 人 機 械 手 的 具 體 結 構 雖 然 多 種 多 樣 ， 但都 是 由 常 用 的 機 構 組 合 而 成 。 現 以 美 國 PUMA機 械 手 為 例 來 簡 述 其 內 部 機 構 ， 見 圖 4 0 - 9 。 它 是由 機 座 、 大 臂 、 小 臂 、 手 腕 四 部 分 構 成 ， 機 座 與大 臂 、 大 臂 與 小 臂 、 小 臂 與 手 腕 有 三 個 旋 轉 關節 ， 以 保 證 達 到 工 作 空 間 的 任 意 位 置 ， 手 腕 中 又 有 三 個 旋 轉 關 節 ： 腕 轉 、 腕 曲 、 腕 擺 ， 以 實 現 末端 操 作 器 的 任 意 空 間 姿 態 。 手 腕 的 端 部 為 一 法蘭 ， 以 連 接 末 端 操 作 器 。每 個 關 節 都 由 一 臺 伺 fu 電 動 機 驅 動 ，PUMA機 械 手 是 采 用 齒 輪 減 速 、 桿 傳 動 ， 但 不 同 廠 家 采用 的 機 構 不 盡 相 同 ， 減 速 機 構 常 用 的 是 幾 種 方式 ： 齒 輪 、 諧 波 減 速 器 、 滾 珠 絲 杠 、 蝸 輪 蝸 桿 和RV減 速 機 等 。 傳 動 方 式 有 ： 桿 傳 動 、 鏈 條 / 同步 帶 傳 動 、 齒 輪 傳 動 等 。 其 技 術 關 鍵 是 要 保 證 傳動 雙 向 無 間 隙 （ 即 正 反 傳 動 均 無 間 隙 ） ， 這 是 機器 人 精 度 的 機 械 保 證 ， 當 然 還 要 求 效 率 高 、 機 構緊 湊 。