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

 

一、減速機

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

 

諧波齒輪減速機主要由波發(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。與一般減速機比較，輸出力矩相同時，諧波齒輪減速機的體積可減小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)諧波齒輪減速機的關(guān)鍵。

 

 

RV減速機由一個行星齒輪減速機的前級和一個擺線針輪減速機的后級組成。以其體積小，抗沖擊力強，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)機器人領(lǐng)域。它較沖壓機器人中常用的諧波傳動具有高得多的疲勞強度、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器人傳動多采用RV減速器，在先進(jìn)機器人傳動中有逐漸取代諧波減速器的發(fā)展趨勢。

 

二、伺服電機和驅(qū)動器

沖壓機器人所使用的伺服電機和驅(qū)動器，目前歐系的品牌主要有倫茨，Lust，博世力士樂等，這些歐系電機及驅(qū)動部件過載能力及動態(tài)響應(yīng)好，驅(qū)動器開放性強，且具有總線接口，但是價格昂貴。日系品牌主要有安川，松下，三菱等，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，但是在沖壓機器人上的應(yīng)用還相對較少。