沖壓機器人的基礎關(guān)鍵部件，對沖壓機器人性能表現起到關(guān)鍵的影響作用。這些關(guān)鍵部件構成了沖壓機器人的傳動(dòng)系統、控制系統和人機交互系統。主要包括：高精度減速機、高性能交直流伺服電機和驅動(dòng)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(lèi)型：諧波齒輪減速機和RV減速機。應用在沖壓機器人的底座和手臂關(guān)節處。

 

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(gè)基本構件組成，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(lái)傳遞運動(dòng)和動(dòng)力，單級傳動(dòng)速比可達70～1000，借助柔輪變形可做到反轉無(wú)側隙嚙合。與一般減速機比較，輸出力矩相同時(shí)，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(gè)行星齒輪減速機的前級和一個(gè)擺線(xiàn)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(dòng)小，減速比大等諸多優(yōu)點(diǎn)被廣泛應用于工業(yè)機器人領(lǐng)域。它較沖壓機器人中常用的諧波傳動(dòng)具有高得多的疲勞強度、剛度和壽命，而且回差精度穩定，不像諧波傳動(dòng)那樣隨著(zhù)使用時(shí)間增長(cháng)運動(dòng)精度就會(huì )顯著(zhù)降低，因此世界上許多國家高精度機器人傳動(dòng)多采用RV減速器，在先進(jìn)機器人傳動(dòng)中有逐漸取代諧波減速器的發(fā)展趨勢。

 

二、伺服電機和驅動(dòng)器

沖壓機器人所使用的伺服電機和驅動(dòng)器，這些歐系電機及驅動(dòng)部件過(guò)載能力及動(dòng)態(tài)響應好，驅動(dòng)器開(kāi)放性強，且具有總線(xiàn)接口，但是價(jià)格昂貴。日系品牌其價(jià)格相對低一些，但是動(dòng)態(tài)響應能力較差，開(kāi)放性較差，且大部分只具備模擬量和脈沖控制方式。而國內近年來(lái)也開(kāi)展了大功率交流永磁同步電機及驅動(dòng)部分基礎研究和產(chǎn)業(yè)化，如哈爾濱工業(yè)大學(xué)，北京和利時(shí)，廣州數控等單位，并且具備了一定的生產(chǎn)能力，但是其動(dòng)態(tài)性能，開(kāi)放性和可靠性還需要更多的實(shí)際項目應用進(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(dòng)控制卡和以工控機加實(shí)時(shí)系統為核心的PLC系統，其代表分別是DeltaTau的PMAC卡和Beckhoff的TwinCAT系統。國內的在運動(dòng)控制卡方面，固高公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)出相應成熟產(chǎn)品，但是在沖壓機器人上的應用還相對較少。