工業(yè)機(jī)械手設(shè)計中為何要采用行星減速機(jī)

2018-5-30 來源：廣東宏博電子

2008年前中國加工制造業(yè)曾經(jīng)一度輝煌，上萬人的大廠比比皆是，這樣的景象到在2018已不復(fù)存在了。一個非常重要的原因是，國內(nèi)加工企業(yè)主要是為國外品牌代工，本身沒有自主品牌，沒有自己的產(chǎn)品，當(dāng)客戶的訂單發(fā)往其它東南亞地區(qū)時，中國工廠就出現(xiàn)沒在訂單可做的情況，若大的工廠就會直接出現(xiàn)危機(jī)，加上中國制造業(yè)的成本越來越高。要想走出困境，工業(yè)自動化將是中國制造企業(yè)的未來，從政府到企業(yè)都已達(dá)成同識，中國制造2025，一定是工業(yè)自動化，讓機(jī)械代替人工生產(chǎn)，中國要走高端制造業(yè)之路。

在工業(yè)自動化中，有一種設(shè)備我們不能不提及，那就是工業(yè)機(jī)械手，它將成中代替人工雙手的重要工具，將應(yīng)用到各行各業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營中，它的優(yōu)勢是不容質(zhì)疑的。目前，國內(nèi)大量的企業(yè)在工業(yè)機(jī)械手方面得到了飛速的發(fā)展，但也有一定的問題，主要是就是產(chǎn)品的精確度與活動范圍有提高的空間，這方面的需要一定非常重要的配件，就是工業(yè)機(jī)械手減速機(jī)。

在工業(yè)機(jī)械手系統(tǒng)中，為什么不能直接控制伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速控制關(guān)節(jié)運(yùn)動，為何還需要行星減速機(jī)呢？
要回答這個問題，首先要明確工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)的工況：

1. 工業(yè)機(jī)械手的關(guān)節(jié)需要撐住后端機(jī)構(gòu)由于重力產(chǎn)生的扭矩。

2. 工業(yè)機(jī)械手關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)速不高。機(jī)械手關(guān)節(jié)角速度很低，可電機(jī)在極低的速度下轉(zhuǎn)動是不平穩(wěn)的，控制不易，需要一個機(jī)械讓電機(jī)在較合理的轉(zhuǎn)速下運(yùn)動，保證運(yùn)動的平順。

那么使用減速機(jī)的原因有兩點(diǎn)，第一點(diǎn)是提扭矩，第二點(diǎn)就是提控制分辨率和閉環(huán)精度。

 

機(jī)械手使用行星減速機(jī)的好處有：

1.以更低價格的機(jī)械實(shí)現(xiàn)更高的分辨率，一個普通5k線的光電碼盤就能實(shí)現(xiàn)1.44mdeg的角度分辨率（當(dāng)然，如果資金太多上正余弦編碼器使勁細(xì)分也可以實(shí)現(xiàn)的）；或者是一個5相1000步的步進(jìn)電機(jī)可以做到7.2mdeg的分辨率（此處說的就是東方電機(jī)的33步進(jìn)+50:1的諧波）。分辨率高的好處是轉(zhuǎn)速控制可以更精確，由于量化造成的階躍產(chǎn)生的高頻分量變得很小，控制更加平滑。

2. 提高閉環(huán)精度，更好的控制控制環(huán)路。由于有個50:1的大減速比，機(jī)械手減速機(jī)出軸受到擾動傳遞到電機(jī)端就比直驅(qū)縮減了37dB，使得閉環(huán)精度在減速機(jī)出軸顯得更高。同時轉(zhuǎn)子等效的轉(zhuǎn)動慣量提高到了2500倍，使得控制環(huán)路的滯后環(huán)節(jié)受轉(zhuǎn)子慣量占主導(dǎo)，而轉(zhuǎn)子由于直接受電磁力的驅(qū)動從而沒有由于剛度造成的扭矩滯后，比直驅(qū)要好控。

為何美國政府這幾年在著力讓制造業(yè)回歸？制造業(yè)強(qiáng)剛國強(qiáng)，這個道理誰都懂得。中國制造業(yè)也要往高端制造業(yè)發(fā)展，以往用人品紅利獲得的優(yōu)勢不可能再有，我們必須讓自動化生產(chǎn)做好，做強(qiáng)，讓制造業(yè)的優(yōu)勢成為世界選擇我們的理由。

作為長期為機(jī)械手制造企業(yè)提供全套行星減速機(jī)的企業(yè)，我們非常相信中國機(jī)械手行業(yè)的研發(fā)能力，可以為中國制造業(yè)提供強(qiáng)大的技術(shù)設(shè)備支持！

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