亨士乐编码器在工业机器人中的应用

亨士乐编码器在工业机器人中的应用

速度、功率和耐久性是工业机器人的重要特性。工业机器人通常用于汽车装配线上，用于焊接和搬运大型工件。尽管使用了先进的校准方法，工业机器人的位置精度在某些任务中仍然不是最优的。这种情况现在已经改变了高精度输出编码器-亨士乐编码器。


旋转编码器的开发主要是为了满足航空航天工业的要求，在航空航天工业中，大型工件必须进行高精度加工。机床实现高精度并不困难，但灵活性不足，或者专用机床和专用车间的成本过高。然而，对于非常大的工件，比如飞机机身，机器人可以很容易地到达任何他们可以钻孔或铣削的地方。

影响精度的因素

对于亨士乐编码器此类应用，必须以足够的精度定位和对齐刀具中心点（即机械臂末端的刀具）。传统的工业机器人在这里达到了极限。有几个因素会导致失真：

·为了实现所需的机动性，需要一个具有串联运动的机器人，如B。需要一个六轴铰接机器人。

·每个轴由伺服齿轮电机驱动。误差主要由零位误差、齿隙和连接弹性引起。

·在加工过程中，力和动态力会影响机器人机构的刚度，从而影响绝对位置精度。

通过先进的校准方法，现在可以控制刀具中心点的可重复定点移动，精度为百分之几毫米。一些制造商的铰接式机器人的重复性已达到±0.1 mm或更高的ISO9283标准。

然而，它仍然比机器人坐标系中可实现的可重复绝对位置精度低10倍。根据机器人结构设计、最大伸展距离和最大有效载荷，铰接式机器人的绝对位置精度现在为±1mm。这种精度无法满足航空航天等行业的精度要求。因此，机器人制造商不得不面对这个问题。

步骤1：高动态的电机控制

传统的旋转编码器为机器人运动轴的伺服电机提供连续反馈。由于伺服电机需要高控制动态性，亨士乐生产的强大感应式旋转编码器（如ECI1100和1300系列或EQI1100和1300多圈系列）适用于此类应用。这些编码器具有很高的控制质量和精度，能够承受强烈的振动。由于这些旋转编码器配备了纯串行EnDat接口，因此即使在存在强电磁干扰的环境中，数据传输的质量或安全性也不会受到影响。

步骤2：用于高精度位置测量的辅助编码器

通过在机器人的每个轴上添加一组高精度角度编码器或旋转编码器，机器人制造商可以极大地提高机器人的绝对位置精度。附加编码器是安装在每个齿轮后面的辅助编码器，用于测量机器人每个关节的实际位置。在这种设计中，这些编码器将解决零误差和齿隙问题。它还可以测量加工过程中每个轴上的反作用力。所有这些因素都将刀具中心点的绝对位置精度提高了70%到80%。

模块化角度亨士乐编码器，适用于这些应用。这些旋转编码器的模块化设计，包括一个刻度鼓或卷尺以及一个单独的扫描头模块，使其特别适用于具有大型空心轴和极其有限的安装空间的应用，例如机器人中的B。这些辅助编码器的信号质量明显优于伺服电机中的旋转编码器，这意味着即使在高度动态运动的情况下，它们也能提供更高的位置反馈精度。

步骤3：移动机器人的高精度位置测量

为了达到大型或较长工件的所有加工位置，例如制造飞机机身或大型纤维复合材料工件时，机器人沿着工件长度的线性轴移动。为了确保机器人的高精度定位，HEIDENHAIN提供了直线电机驱动器和长度高达30米的封装式线性编码器。使用线性亨士乐编码器的定位测量可以补偿热位移和其他影响进给机构误差的因素。传统的旋转编码器无法检测到这些影响滚珠位置的因素。

结论：高精度的位置测量提高了刀具中心点的位置精度

为机器人的每个轴配备额外的德国亨士乐编码器，并使用线性编码器测量机器人中相对于工件定位的位置值，将大大提高刀具中心点的位置精度，并确保正确配置的工业机器人能够高精度定位和加工，并定位工件以执行操作任务。角度编码器和线性编码器不仅满足系统的高精度要求，还满足在复杂紧凑的机器人机械中安装编码器所需的灵活性。这些旋转编码器适用于安全应用，因此也适用于人-机器人协作系统。