濟南海馬機械設計培訓中心
關鍵技術
1.本體設計關鍵技術
（1）傳動結構設計
擬定總體方案，確定機器人的結構形式，并據此進行初步的傳動結構設計，零件結構設計，三維建模。要求設計者對機器人常見的結構形式，常見的傳動原理和傳動結構，減速器的類型和特點非常的熟悉和了解，要有較強的結構設計能力和經驗。?
（2）減速器選型
要對減速器的結構類型，性能參數的含義有深刻理解，會對減速器進行選型和計算校核。要會對減速器進行檢測、測試，檢測的內容主要包括噪音、抖動、輸出扭矩、扭轉剛度、背隙、重復定位精度和定位精度等。減速器的振動會引起機器人末端的抖動，降低機器人的軌跡精度。減速器振動有多種原因，其中共振是共性的問題，機器人企業必須掌握抑制或者避免出現共振的方法。?
（3）電機選型
必須要對電機的工作特性非常了解，并會對電機扭矩、功率、慣量進行計算和校核。?
（4）仿真分析
進行靜力學和動力學的仿真分析，對電機、減速器的選型校核，對本體零部件進行強度、剛度校核，降低本體重量，提高機器人工作效率，降低成本。對三維模型進行模態分析，計算出固有頻率，有助于進行共振抑制。?
（5）可靠性設計
結構設計采用最簡化設計原則；本體鑄鐵件采用綜合性能較好的球墨鑄鐵材料，鑄鋁件采用流動性好的鑄造材料，采用金屬模鑄造；裝配要有詳細的裝配工藝指導書，裝配過程中有部件和單軸的測試；裝配完后要有整機性能測試和耐久拷機測試；提高整機的防護等級設計，提高電柜的抗干擾能力，以適用不同工作環境的使用。?
2.電機伺服關鍵技術
（1）電機
①輕量化
對機器人來說，電機的尺寸和重量非常敏感，通過高磁性材料優化、一體化優化設計、加工裝配工藝優化等技術的研究，提高伺服電機的效率，減小電機空間尺寸和降低電機重量，是機器人電機的關鍵技術之一。?
②高速
在減速比不能較大調整的情況，電機的最高轉速則直接影響著機器人的末端速度和工作節拍；而且速比太低會影響電機的慣量匹配，因此提高電機的最高轉速也是機器人電機的關鍵技術之一。?
③直驅、中空
隨著協作機器人的不斷成熟和推廣，機器人結構的輕量化、緊湊化要求提高，發展高力矩直接驅動電機、盤式中空電機等機器人專用電機也是未來的趨勢。?
（2）伺服
①快速響應，精確定位
伺服的響應時間直接影響到機器人的快速起停效果，影響機器人的工作效率和節拍。?
②無傳感器方式實現彈性碰撞
安全性是衡量機器人性能的一個重要指標。加入力或力矩傳感器會使結構更復雜，成本更高，基于編碼器、電機電流耦合關系的無傳感彈性碰撞技術，可以在不改變本體結構，不增加本體成本的條件下，在一定程度上提高機器人的安全性。?
③驅動多合一、驅控一體。
驅動多合一，多核CPU多軸驅控一體化集成技術，提高系統性能，降低驅動體積與成本。?
④在線自適應抖振抑制
工業機器人懸臂結構極易在多軸聯動、重載及快速起停時引起抖動。機器人本體剛度要與電機伺服剛度參數相匹配，剛度過高，會造成振動，剛度過低會造成起停反應緩慢。機器人在不同的位置和姿態，以及在不同的工裝負載下剛度都不一樣，很難通過提前設置伺服剛度值能滿足所有工況的需求。在線自適應抖振抑制技術，提出免參數調試的智能控制策略，同時兼顧剛度匹配、抖振抑制的需求，可以抑制機器人末端抖動，提高末端定位精度。?