协作机器人对关节有什么要求？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-06-16 09:16 标签： 垂直多关节机器人

各大机器人厂商的机器人有配备各自的安全技术，例如ABB的SafeMove，Fanuc的DCS，KUKA的KUKA.safe，但其安全功能本身还比较初级，例如将物理的围栏换成了虚拟围栏、检测到有人靠近时自动停止，与完整的协作安全技术仍有差距，那么什么是真正的协作技术？UR协作机器人的关节是模块化中空电机+中空减速器+双编码器构造，这种模块化关节质量轻，可以低成本检测外力干扰，从而实现机器人与人协同工作。KuKa则是基于含力矩检测的模块化关节，这类关节是目前最复杂最先进成本最高的关节，代表下一代机器人的方向。它相比UR类型的关节多了力矩传感器，更安全更灵敏，可实现更高级力控。以雄克和ABBYumi

工业机器人的末端关节旋转是如何精确控制的？

　　机器人的传动和布局设计从理论上讲应该是比较成熟的领域，如果有样机，拆开一看就可以知道大部分的结构。但是在结构优化设计经验、装配规范的标准化、零配件的按需定制以及供应链优化等方面国内厂商还需要很长时间的积累。
　　本文以KUKA为例，分协作机器人iiwa和传统机器人KR两个大系列。
　　协作机器人iiwa
　　当前主流的协作机器人都采用“模块化”思想的关节设计，采用直驱+的方式，每个关节的内部结构基本一致，只是大小不太一样，例如iiwa的每个轴基本都是下图这样：


　　每一个关节中都包含了电机、、谐波减速器、电机端编码器、关节端位置传感器和力矩传感器，电机和减速器采用直连。
　　整个关节在机器人内部的布局如下：


　　对于KR系列这一类的传统机器人来讲，末端的布局一般按照满足“三轴轴线交于一点”的基本原则来做，主要区别在于三个电机的布置和传动方式。
　　KUKA之前的很多机器人都采用4、5、6三轴电机布置在小臂后方控制工程网版权所有，通过同心轴+伞齿轮/同步带的方式传动到手腕的方式控制工程网版权所有，以KR5为例：


　　三个电机的动力通过同心轴传到手腕控制工程网版权所有，腕部结构如下：


　　近几年KUKA新推出的agilus系列机器人为了追求纤细紧凑的外表，采用了将4、5、6三轴电机内置在小臂内部的方式。
　　其实就传统来讲，各家主要的差别在于5轴和6轴的布置方式，外资品牌借助于深厚的设计功底和强大的定制能力CONTROL ENGINEERING China版权所有，普遍采用齿轮或者同步带的方式用作动力传输，将电机布置的比较靠后，因此机器人小臂和手腕部位做的比较紧凑。
　　而国产厂商受限于成品电机的尺寸、齿轮的精度和噪音、装配经验不足的问题控制工程网版权所有，5、6轴多采用直连或者单同步带的方式，导致腕部尺寸普遍偏大。
　　机械是一门博大精深的学科，可惜国内总是有一种“机械很简单”的论调。

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机器人（英文名：Robot）是一种自动化机器，不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。

机器人可以辅助甚至替代人类完成危险、繁重、复杂的工作，提高工作效率质量，服务人类生活，扩大延伸人的活动及能力范围。

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