機(jī)器人為什么需要標(biāo)定？關(guān)于機(jī)器人標(biāo)定內(nèi)幕你都知道嗎

定位精度作為影響機(jī)器人性能的重要因素，所以經(jīng)常要對(duì)機(jī)器人進(jìn)行標(biāo)定來提高機(jī)器人的定位精度從而滿足工業(yè)上的需要。但是在某些示教類的應(yīng)用中，如果諧波減速器的精度足夠高，不需要標(biāo)定也能夠滿足精度要求。 ?

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為什么機(jī)器人需要標(biāo)定？

影響機(jī)器人本體精度因素分為兩大類：運(yùn)動(dòng)學(xué)因素——加工誤差、機(jī)械公差/裝配誤差、減速器精度、減速器空程等；動(dòng)力學(xué)因素——質(zhì)量、慣性張量、摩擦力、關(guān)節(jié)柔性、連桿柔性。

機(jī)器人本體的實(shí)際精度和理論設(shè)計(jì)模型可能會(huì)存在一定的誤差。為了使機(jī)器人本體達(dá)到與理論設(shè)計(jì)模型一致，提高機(jī)器人點(diǎn)精度和軌跡精度或者能夠完全以編程設(shè)定的動(dòng)作運(yùn)動(dòng)，機(jī)器人在裝配后需要進(jìn)行標(biāo)定工作。

標(biāo)定一般采用激光跟蹤儀、拉線法、20點(diǎn)法等方法。至于采用哪種方法，可以根據(jù)企業(yè)的資金預(yù)算、客戶需求及市場定位的要求選擇不同的方法。毋庸置疑的是，無論使用哪種方法，對(duì)機(jī)器人本體企業(yè)來說都是成本的增加。

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哪種情況不需要標(biāo)定？

在多數(shù)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用中，示教再現(xiàn)的編程方式仍然占據(jù)主流，這要求機(jī)器人具有較好的重復(fù)定位精度，對(duì)其絕對(duì)定位精度則要求不高。

特別是對(duì)于主要用于點(diǎn)到點(diǎn)工況的SCARA機(jī)器人，在點(diǎn)到點(diǎn)的示教類應(yīng)用中：比如上下料搬運(yùn)，起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置都是示教出來的，因此對(duì)于這類應(yīng)用，只要編碼器、減速器精度足夠高即可省去標(biāo)定工作。

以愛普生G3-351mmSCARA機(jī)器人為例：機(jī)器人臂展350mm，重復(fù)定位精度±0.01，額定負(fù)載1kg，最大負(fù)載3kg。

表1? ?愛普生SCARA機(jī)器人技術(shù)參數(shù)表（圖片來自官網(wǎng)）

機(jī)器人本體的精度推算其對(duì)諧波減速器精度的要求，要想確保350mm臂展重復(fù)定位精度±0.01的精度，諧波減速器單向重復(fù)定位精度必須控制在11.88角秒。因此需要諧波減速器單向重復(fù)定位精度均低于10角秒。

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國內(nèi)外減速器精度對(duì)比

此前，諧波減速器作為國產(chǎn)機(jī)器人的“掣肘”被認(rèn)為精度表現(xiàn)能力與國外品牌相差很大。但事實(shí)上，這兩年國產(chǎn)諧波減速器發(fā)展迅速，甚至已經(jīng)在部分關(guān)鍵指標(biāo)上已經(jīng)趕超國外品牌。

如果以哈默納克產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)品來作為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的話。根據(jù)主流減速器廠商產(chǎn)品樣冊上的指標(biāo)來看：目前國產(chǎn)品牌，比如綠的品牌產(chǎn)品14、17規(guī)格80以上減速比傳動(dòng)精度與哈默納克標(biāo)準(zhǔn)品精度指標(biāo)基本一致，但其他規(guī)格型號(hào)的產(chǎn)品卻要低于哈默納克標(biāo)準(zhǔn)品精度33%~50%。

而日本新寶品牌諧波減速器50減速比25以上規(guī)格的傳動(dòng)精度也低于哈默納克標(biāo)準(zhǔn)品精度33%；但是無論標(biāo)準(zhǔn)品還是特殊品，昊志機(jī)電的傳動(dòng)精度均高于哈默納克產(chǎn)品20%。

圖1? ?減速比50標(biāo)準(zhǔn)品傳動(dòng)精度對(duì)比（傳動(dòng)精度值低為優(yōu)，單位：arc sec，數(shù)據(jù)摘自廠商樣冊）

圖2? ?減速比50特殊品傳動(dòng)精度對(duì)比（傳動(dòng)精度值低為優(yōu)，單位：arc sec，數(shù)據(jù)摘自廠商樣冊）

圖3? ?減速比≥50標(biāo)準(zhǔn)品傳動(dòng)精度對(duì)比（傳動(dòng)精度值低為優(yōu)，單位：arc sec，數(shù)據(jù)摘自廠商樣冊）

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國內(nèi)外減速器剛性性能對(duì)比

從上述影響機(jī)器人本體精度的動(dòng)力學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，關(guān)節(jié)柔性也是重要影響因素之一。由于諧波減速器是柔性產(chǎn)品，關(guān)節(jié)柔性主要表現(xiàn)為諧波減速器的柔性即減速器的剛性值；諧波減速器的剛性越好，機(jī)器人本體精度越高。

同樣是以哈默納科減速器剛性指標(biāo)作為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?？梢钥闯觯?strong>日本新寶和蘇州綠的產(chǎn)品的剛性僅達(dá)到哈默納克剛性標(biāo)準(zhǔn)的85%左右；而昊志機(jī)電產(chǎn)品剛性卻為哈默納克剛性標(biāo)準(zhǔn)的1.1倍。

圖4? ?減速比50剛性對(duì)比（單位：×104Nm/rad，數(shù)據(jù)摘自廠商樣冊）

圖5? ?減速比≥80剛性對(duì)比（單位：×104Nm/rad，數(shù)據(jù)摘自廠商樣冊）

未來可期，目前部分國產(chǎn)品牌諧波減速器產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到世界級(jí)的精度和壽命。這對(duì)于SCARA細(xì)分領(lǐng)域大部分客戶來說：在無需標(biāo)定的情況下，機(jī)器人本體既可達(dá)到超高的重復(fù)定位精度要求，又能省去本體廠家的人工成本、設(shè)備采購成本及時(shí)間成本，同時(shí)提升本體廠家的核心競爭力。

編輯：黃飛