從理論上講,機器人的傳動和布局設計應該是一個相對成熟的領(lǐng)域。如果有原型,你可以通過打開它來了解大部分的結(jié)構(gòu)。但國內(nèi)廠商在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計經(jīng)驗、裝配規(guī)范標準化、零部件按需定制、供應鏈優(yōu)化等方面仍需長期積累。
以KUKA為例,分為協(xié)作機器人iiwa和傳統(tǒng)機器人KR兩大系列。
目前,主流合作機器人采用模塊化關(guān)節(jié)設計,采用直接驅(qū)動電機+諧波減速器。每個關(guān)節(jié)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本相同,但尺寸不同。例如,iiwa的每個基本軸::
每個關(guān)節(jié)包括電機、伺服驅(qū)動、諧波減速器、電機編碼器、關(guān)節(jié)位置傳感器和扭矩傳感器,電機和減速器直接連接。
對于KR系列等傳統(tǒng)機器人,終端布局一般符合三軸交點的基本原則,主要區(qū)別在于三臺電機的布置和傳動模式。
之前的很多機器人都用4、5、6三軸電機布置在手臂后面,通過同心軸+傘齒輪/同步帶傳動到手腕。
三個電機的動力通過同心軸傳遞到手腕。
近年來,為了追求纖細緊湊的外觀,機器人采用了將4、5、6三軸電機內(nèi)置在臂內(nèi)的方式。
事實上,就傳統(tǒng)工業(yè)機器人而言,主要區(qū)別在于5軸和6軸的布局。借助深厚的設計技巧和強大的定制能力,國外品牌普遍采用齒輪或同步帶作為動力傳輸,電機布局相對落后。因此,機器人的手臂和手腕相對緊湊。
但國內(nèi)廠家受成品電機尺寸、齒輪精度、噪音、裝配經(jīng)驗不足的限制,5、6軸采用直接連接或單同步帶,導致手腕尺寸普遍過大。
機械是一門博大精深的學科,可惜國內(nèi)總有一種機械很簡單的論調(diào)。