在所有机器人轴上使用二次编码器，以及使用线性编码器定位机器人相对于工件，使刀具中心点的精度达到一定水平gydF4y2Ba
工业机器人:刀具中心点精度编码器gydF4y2Ba
b|贡献gydF4y2BaHEIDENHAINgydF4y2Ba
速度、功率和耐用性是工业机器人的关键特性。这些机器人通常用于焊接或提升车辆组装的重型部件等应用。然而，尽管有先进的校准方法，工业机器人的位置精度仍然不足以完成某些任务。这种情况现在正在改变，这部分要归功于HEIDENHAIN和AMO的高精度输出端编码器。gydF4y2Ba
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通过在每个轴上使用所谓的二次编码器来提高绝对位置精度gydF4y2Ba
这一发展背后的主要驱动力是航空航天工业，因为它必须对非常大的部件进行高精度的加工操作。机床可以很容易地达到所要求的精度水平，但对于所涉及的工作场所和工作空间来说，作为专用机器，要么太不灵活，要么太昂贵。然而，机器人可以很容易地到达一个非常大的部件上的任何位置，例如飞机的机身，并可以在其上执行诸如钻孔和铣削之类的任务。gydF4y2Ba
准确性受到许多因素的影响gydF4y2Ba
然而，对于这些类型的应用，必须以足够的精度定位和引导工具中心点(即机器人手臂末端的工具)。这就是经典工业机器人遇到极限的地方。偏差是由多种因素造成的:gydF4y2Ba
- 为了达到期望的机动水平，需要具有串行运动学的机器人，例如六轴铰接机器人。gydF4y2Ba
- 这些轴中的每一个都是由一个带齿轮系的伺服电机驱动的。零位误差、间隙和关节弹性是误差的主要来源。gydF4y2Ba
- 在加工过程中施加的力和动态效应会影响机器人的力学刚度，并对绝对位置精度产生负面影响。gydF4y2Ba
由于先进的校准方法，已经可以将工具中心点反复移动到某个位置，误差在几百分之一毫米以内。根据制造商的不同，按照ISO 9283标准，铰接机器人的重复性为±0.1 mm或更好。gydF4y2Ba
然而，与可重复性相比，在机器人的坐标系内可以实现的绝对位置精度差了十倍。根据其设计，最大范围和最大负载能力，铰接式机器人目前实现±1毫米的绝对位置精度。这不足以满足诸如航空航天部门等行业的精度要求。然而，机器人制造商一直在应对这个问题。gydF4y2Ba
第一步:高动态电机控制gydF4y2Ba
经典的旋转编码器继续在机器人的轴线上提供伺服电机反馈。由于伺服电机需要高控制动态，来自HEIDENHAIN的鲁棒感应旋转编码器，如ECI 1100和1300系列的编码器，或EQI 110和1300系列的多匝型号，是这种类型应用的理想选择。这些编码器提供高控制质量和系统精度，并能抵抗强烈的振动。由于这些编码器具有纯串行EnDat接口，因此即使暴露于强电磁干扰的应用程序也不会损害数据传输质量或安全性。gydF4y2Ba
经典的HEIDENHAIN旋转编码器用于电机反馈gydF4y2Ba
这些电感式旋转编码器支持安全完整性水平SIL 2，类别3 PL d。他们甚至可以达到SIL 3，或类别4 PL e，如果采取额外的措施控制。这些编码器还提供了额外的安全优势，防止轴和定子连接松动的机械故障排除。有了这个安全包，这些电感式旋转编码器也可以用于为人机协作而设计的系统。gydF4y2Ba
第二步:二级编码器，用于高精度的位置测量gydF4y2Ba
半岛app官网机器人制造商可以通过在每个机器人轴上使用额外的高精度角度编码器或旋转编码器来显着提高机器人的绝对位置精度。这些所谓的二级编码器，安装在每个齿轮系之后，捕捉每个机器人关节的实际位置。这允许编码器考虑零位置误差和间隙。还测量了由加工任务产生的每个轴上的反作用力。所有这些都使刀具中心点的绝对位置精度提高了70%到80%。gydF4y2Ba
用于机器人绝对位置测量的高精度HEIDENHAIN和AMO编码器gydF4y2Ba
模块化角度编码器，如具有光学扫描的HEIDENHAIN ECA 4000，具有感应扫描的HEIDENHAIN ECI 4000旋转编码器和AMO WMR角度编码器，非常适合这些应用。由于具有刻度鼓或刻度磁带和单独扫描单元的模块化设计，这些编码器非常适合大空心轴直径，并且由于空间限制，机器人经常遇到具有挑战性的安装要求。这些二级编码器的信号质量比伺服电机上的旋转编码器的信号质量要好得多，这意味着返回的位置值明显更准确——即使对于高度动态的运动也是如此。gydF4y2Ba
第三步:移动机器人的精确位置测量gydF4y2Ba
为了在非常大或很长的部件上达到所有的加工位置，例如飞机机身或制造大型复合纤维部件，机器人可以沿着部件在线性轴上的长度移动。对于具有线性驱动的机器人的高精度定位，海德汉的封闭式线性编码器的长度可达30米。线性编码器的位置测量补偿了热误差和其他影响进给机构的因素。这些因素不能通过传统的基于再循环滚珠丝杠的节距和旋转编码器在电机上的角位置的位置检测方法来捕获。gydF4y2Ba
海德汉线性编码器gydF4y2Ba
结论:高精度的位置测量提高了刀具中心点的精度gydF4y2Ba
在机器人的所有轴上使用二级编码器，以及使用线性编码器来定位机器人相对于工件，可以在工具中心点上实现一定程度的精度，从而允许适当装备的工业机器人在部件上执行位置精确的加工和处理任务。HEIDENHAIN和AMO的角度和线性编码器不仅提供了所需的系统精度，而且还提供了在复杂和紧凑的机器人机构中安装所需的灵活性。这些编码器对安全相关应用的适用性也使得实现人机协作系统成为可能。gydF4y2Ba
最重要规格的比较gydF4y2Ba |
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|---|---|---|---|
| ECA 4000gydF4y2Ba | ECI 4000gydF4y2Ba | WMRgydF4y2Ba | |
| 扫描原理gydF4y2Ba | 绝对的,光gydF4y2Ba | 绝对的,归纳gydF4y2Ba | 增量,归纳gydF4y2Ba |
| 内径gydF4y2Ba | 70mm ~ 512mmgydF4y2Ba | 90mm / 180mmgydF4y2Ba | 60mm ~ 10000mmgydF4y2Ba |
| 决议gydF4y2Ba | 29位gydF4y2Ba | 20位gydF4y2Ba | 取决于后续的电子设备gydF4y2Ba |
| 系统的准确性gydF4y2Ba | ±2”gydF4y2Ba | ±25 " /±40 "gydF4y2Ba | ±3 "每米弧长gydF4y2Ba |
| 抗污染能力gydF4y2Ba | +gydF4y2Ba | ++gydF4y2Ba | ++gydF4y2Ba |
| 安装公差gydF4y2Ba | +gydF4y2Ba | ++gydF4y2Ba | +gydF4y2Ba |
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