工业机器人是自动化生产线上的核心设备,其性能很大程度上取决于关键零部件的质量和技术水平。本文将聚焦工业机器人两大核心零部件——减速器与控制器,并探讨ABB在这些领域的技术优势。
一、 减速器:机器人的“关节”
减速器是工业机器人的重要组成部分,被誉为机器人的“关节”,连接伺服电机和执行机构,起到匹配转速和传递转矩的作用。
• 作用与原理:
• 减速器的主要功能是将伺服电机的高转速、低转矩动力转化为低转速、高转矩的机械运动,从而驱动机器人的各个关节。
• 输出转速、传动精度、输出转矩等参数直接决定了对应运动轴的运动速度、定位精度和承载能力。
• 应用特点:
• 工业机器人通常需要多个减速器,一般一台六轴机器人需要配备六个减速器。
• 类型分析:
• 谐波减速器: 结构简单,精度较高,但刚性相对较弱。
• RV减速器: 结构刚性好,输出转矩大,但结构复杂,制造成本高,且传动精度略低。
• 市场格局: 全球减速器市场高度集中。日本哈默纳科和纳博特斯克占据了主要市场份额。纳博特斯克是RV减速器的发明者,市场占有率高达60%。
• 减速器自产情况:
工业机器人企业减速器自产程度较低,大多数采用外购方式。
二、 控制器:机器人的“小脑”
控制器在机器人结构中扮演着“小脑”的角色,是决定机器人性能的关键因素。
• 功能与原理:
• 控制器接收传感信息,并生成对应的控制指令,控制机器人完成动作任务。
• 其工作原理是将检测单元的输入信号与设定值信号进行比较,并对偏差信号进行运算,然后将运算结果输出到执行器,改变操纵变量,从而控制被控对象。
• 组成结构:
• 硬件: 包括控制计算机和示教器,示教器用于手动操纵机器人、配置和编程。
• 软件: 主要包括控制算法软件和系统软件。
三、 ABB 在减速器与控制器领域的技术优势
ABB 凭借其在机器人技术领域的深厚积累,提供了高性能的减速器和控制器解决方案:
• 1. 控制器产品系列
ABB 提供多种控制器产品,例如:
• OmniCore C 系列: 紧凑型,具备灵活的集成能力,尺寸较小。
• OmniCore E 系列: 超紧凑型,专注于满足紧凑电子产品装配线的需求。
• OmniCore V 系列(特韧型): 模块化,专为在例如MH/MT、电弧焊等工业环境中使用的中型和大型机器人进行优化。
• IRC5 控制器: 拥有单柜型、双柜型和紧凑型,结构设计灵活,提供卓越的控制性能。支持 FlexPendant 示教器进行编程。采用了灵活的模块化分布设计,由控制模块、驱动模块可选增过程模块组成,使得 IRC5 可以灵活控制一台六轴机器人和伺服驱动工件定位器。
• 2. 先进的运动控制技术
• TrueMove: 保证机器人的路径精度,确保路径遵循编程轨迹。
• QuickMove: 实现快速运动控制,通过自动优化轴的加速度和速度,提高生产效率和精度。
• MultiMove: 支持多台机器人协同运行,进一步提升了系统的灵活性和生产效率。
• 3. 与贝加莱的集成
• 自从收购贝加莱后,ABB 进一步加强了其在工业领域的实力。贝加莱是PLC、工业PC 机、伺服系统控制领域的领先者。
• 联合解决方案: ABB 与贝加莱合作开发了一种集成方案,将 ABB 机器人集成到贝加莱机器控制系统中。该方案简化了机器人的编程,实现了工作台和机器人的并行工作,提高了机器人运动和传感器的同步,并实现对机器人的仿真模拟,从而极大地提高了开发效率。
总结
减速器与控制器是工业机器人的核心零部件,对机器人的性能至关重要。ABB 在控制器领域深耕多年,拥有先进的运动控制技术和丰富的产品线,能够满足不同行业客户的需求。通过与贝加莱的集成,ABB 进一步完善了其自动化解决方案,为工业机器人用户提供了更高效、更灵活、更智能的生产系统。