1、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)器人本體的實際精度和理論設(shè)計模型可能會存在一定的誤差。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)定的動作運(yùn)動，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，對機(jī)器人本體企業(yè)來說都是成本的增加。

2、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，對其絕對定位精度則要求不高。

　　特別是對于主要用于點(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。

3、國內(nèi)外減速器精度對比

　　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)品傳動精度對比（傳動精度值低為優(yōu)，單位：arc sec，數(shù)據(jù)摘自廠商樣冊）

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

4、國內(nèi)外減速器剛性性能對比

　　從上述影響機(jī)器人本體精度的動力學(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)�？梢钥闯觯喝毡拘聦毢吞K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剛性對比（單位：×104Nm/rad，數(shù)據(jù)摘自廠商樣冊）

圖5 減速比≥80剛性對比（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)到世界級的精度和壽命。這對于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)備采購成本及時間成本，同時提升本體廠家的核心競爭力。

文章來源：工業(yè)機(jī)器人