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新松机器人的轴孔装配工业机器人系统专利

2020-03-28 16:14 次阅读

新松机器人发明的轴孔装配工业机器人,通过这种工作精度高且接触力可控的轴孔装配工业机器人可以完成精准的轴孔装配任务,而设置在该机器人中的运动计算模块、电机驱动模块以及力控制模块控制着整个机器人的动作,最终完成精准的轴孔装配。

集微网消息,数控加工在制造业已被广泛应用,随着加工零件的复杂度增加和精度的提高,一些精细零件的加工与装配作业依靠普通的数控机床已经不能满足需求。

新松机器人的轴孔装配工业机器人系统专利

例如高精度的轴孔装配作业,由于环境中存在诸多不确定性和突发事件,使得装配作业时常发生故障,在常规位置控制下,装配工业机器人装配件之间的微小偏差可能使装配件不能完成装配,导致装配作业失败,甚至造成对装配工件及周边设备的损伤。

生活中常用的技术中,一些方法利用轴孔空间的“碗状约束域”实现了轴孔的装配,一些方法使用了多轴孔装配装置,该装配装置是根据刚性轴孔装配任务的特点,针对弹性多轴孔装配动作而设计的,但是大多采用单一的位置控制模式设计的,而对接触力不能够进行控制,不适用于对接触力要求较为严格的装配作业。

而另外的柔顺性实现轴孔装配技术,利用增大位置环增益完成装配任务,可以实现对孔运动的情况下的轴孔装配作业,但其仍然是靠位置控制来实现轴孔装配,不能够对接触力进行控制,在对装配精度要求较高或刚度较低的工件进行装配作业时,其接触力的不可控性容易造成装配失败或者工件的损伤。

针对这些问题,新松机器人在13年11月14日申请了一项名为“轴孔装配工业机器人系统及其工作方法”的发明专利(申请号:201310578100.8),申请人为沈阳新松机器人自动化股份有限公司。

根据目前公开的专利资料,让我们一起来看看这项轴孔装配机器人吧。

新松机器人的轴孔装配工业机器人系统专利

如上图所示为轴孔装配工业机器人系统的结构示意图,这个工业机器人系统主要包括:工业机器人110、轴孔装配平台120、力觉传感器130、夹持装置140、装配工件150、装配孔160及装配轴170,此外该系统还包括示教模块111、轨迹规划模块112、运动计算模块113、电机驱动模块114及力控制模块115,具体的功能模块示意如下图所示。

其中,工业机器人与轴孔装配平台的底座固定在同一基准面上,夹持装置安装于工业机器人的手臂末端,装配工件固定在轴孔装配平台上。力觉传感器安装在手臂末端与夹持装置之间,用于实时测量装配轴与装配孔间接触力。

新松机器人的轴孔装配工业机器人系统专利

该工业机器人为六自由度工业机器人,何为六自由度呢?物体在空间具有六个自由度,即沿x、y、z三个直角坐标轴方向的移动自由度和绕这三个坐标轴的转动自由度。因此,要完全确定物体的位置,就必须清楚这六个自由度。拥有六自由度的工业机器人在工作范围内除奇异点外能够自由调节工业机器人手臂末端在笛卡尔坐标系下的三个轴向位置和绕三个坐标轴转动的姿态。

和六自由度相匹配的是,力觉传感器为六维力觉传感器,能够检测笛卡尔坐标系下三个方向的力和绕三个方向的力矩。工业机器人通过示教及轨迹规划生成一系列运动轨迹点,以使夹持装置夹持装配轴运动至装配孔的上方。

运动计算模块将运动轨迹点解析成对应时间点的关节空间下各关节角度,并传送至电机驱动模块,电机驱动模块驱动工业机器人运动并带动夹持装置夹持装配轴运动至装配孔的上方。

新松机器人的轴孔装配工业机器人系统专利

如上图为装配机器人系统的工作流程图,该装配机器人系统先根据示教位置按照位置控制模式以速度v运动至子图a状态,然后在接触力和位置同时控制的方式下继续以速度v向下运动直至装配轴与装配孔间接触力达到设定的恒定值f,如图b所示。

然后采用搜孔单元进行搜孔,找到正确的装配孔,但由于装配轴与装配孔的姿态不符可能会出现卡死现象如图c1,为避免出现c1的情况发生,在找到装配孔后装配机器人在接触力和位置同时控制的模式下,实时调整装配轴的位姿,将装配轴与装配孔间的姿态扭矩控制在合理的微小范围内的同时控制装配轴向下运动。

当Z方向接触力突然增大且三个方向的姿态扭矩依然处于合理范围内时,说明装配轴已经插入装配孔的底部,如图c2所示,此时完成装配。

最后我们再来看看轴孔装配工业机器人的工作方法的步骤流程,如下图所示。

新松机器人的轴孔装配工业机器人系统专利

首先,工业机器人通过示教及轨迹规划生成一系列运动轨迹点,以使夹持装置夹持装配轴运动至装配孔上方,示教模块控制工业机器人在笛卡尔空间和关节空间下进行点动,直至夹持装置夹持装配轴到达装配孔正上方,并记录关键的示教点。轨迹规划模块将示教点解析成平滑的样条曲线,再将所条曲线按照时间点离散化成运动轨迹点。

其次,运动计算模块将运动轨迹点解析成对应时间点的关节空间下各关节角度,并传送至电机驱动模块,电机驱动模块驱动工业机器人运动并带动夹持装置夹持装配轴运动至装配孔上方。

最后,力控制模块根据接触力及装配轴的位置,控制工业机器人运动使装配轴与装配孔以设定好的接触力进行接触,将装配轴顺利插入至装配孔中。

以上就是新松机器人发明的轴孔装配工业机器人,通过这种工作精度高且接触力可控的轴孔装配工业机器人可以完成精准的轴孔装配任务,而设置在该机器人中的运动计算模块、电机驱动模块以及力控制模块在这个过程中发挥着极其重要的作用,控制着整个机器人的动作,最终才能完成精准的轴孔装配!

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NCV7726B 12通道半桥驱动器

6B是一款12通道半桥驱动器,具有专为汽车和工业运动控制应用而设计的保护功能。该产品具有独立的控制和诊断功能,驱动器可在正向,反向,制动和高阻状态下运行。该器件通过16位SPI接口控制,并且与菊花链兼容。 特性 低静态电流休眠模式 半桥连接高端&低侧驱动器配置 集成高低侧续流保护 0.5 A峰值电流 RDS(on)=0.85Ω(典型值) 5 MHz SPI控制 符合5 V和3.3 V系统 欠压&过压锁定 每通道故障报告 过流保护 过温保护 高侧和低侧欠载检测 菊花链兼容多个8位器件 16位帧检测 应用 汽车 工业 暖通空调应用的直流电机管理 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 22:02 128次 阅读
NCV7726B 12通道半桥驱动器

AEDR-8320-1Q2 反射模拟编码器

AEDR-8320系列是采用反射技术进行运动控制的最小光学编码器之一。编码器将发射器和检测器组合在一个表面贴装无引线封装中。当与编码轮或线性编码条一起使用时,编码器将旋转或线性运动转换为模拟输出。 AEDR-8320系列提供运动传感,适用于大批量应用,体积小,表面贴装包装使其成为打印机,复印机,读卡器和许多消费产品的理想选择,特别是在空间和重量受到设计约束的情况下。 另外,AEDR-8320提供模拟输出,可插补以实现更高特性 反光技术 表面贴装小外形无引线封装 双通道用于方向感应的模拟输出  单5.0V电源 -40º C至85º C绝对工作温度 分辨率:7.09线/ mm 应用程序 电机 外置编码器 XY表 Pick&放置机器 安全摄像机 打印机 复印机 CD / DVD刻录机 读卡器...
发表于 07-04 12:17 39次 阅读
AEDR-8320-1Q2 反射模拟编码器

HEDR-5420-ES214 中型外壳编码器

HEDR-542X系列是高性能,低成本的双通道光学增量型编码器。这些编码器强调高可靠性,高分辨率和易于组装。 HEDR-542X内置编码器采用反射技术来感应旋转位置。该传感器由LED光源和光电探测器IC组成,采用单个SO-8表面贴装封装。 HEDR-542X编码器的输出是两个正交的方波。这些编码器可以快速,轻松地安装到电机上。 功能 双通道正交输出 快速简便的装配 成本效益 小型电机系统的理想选择 -10°C至85°C工作温度 可提供直角连接器 可提供固定螺钉配置或压配合/粘合剂安装配置的集线器 可提供外部安装耳机...
发表于 07-04 12:16 76次 阅读
HEDR-5420-ES214 中型外壳编码器

AEDR-8502-102 反射式光学编码器

AEDR-850x编码器是世界上最小的 3通道光学编码器,其数字输出采用反射技术用于运动控制。编码器设计工作在-20°以上; C至85度C温度范围因此适用于商业和工业终端应用。 这个 3通道光学编码器在单个封装中装有LED光源和光电检测电路。 3.95 mm(长)x 3.4 mm(宽)x 0.9562 mm(H)的小尺寸使其可用于存在尺寸和空间限制的各种微型商业应用中。 AEDR-850x系列编码器提供双通道正交数字输出和第三通道索引数字输出。由于TTL兼容,AEDR-850X 3通道光学编码器的输出可以直接与大多数信号处理电路连接。因此,编码器提供了极大的设计灵活性,并且易于集成到现有系统中。   功能 功能 世界上最小的3通道反射技术编码器。 表面贴装无引脚封装3.95 mm(长)x 3.4 mm(宽)x 0.9562 mm(高) 3渠道;用于方向感应的双通道正交数字输出和第三通道,索引数字输出。 内置插补器,通过外部引脚分配可选1x,2x和4x因子 兼容TTL 单5V电源 -20° C至85度C绝对工作温度 编码分辨率:294至304(线/英寸) 指数门控,门控  360º e  AEDR-8502-102的订购数量为100件。   应用 闭环步进电机 微型电机 打印机 复印机...
发表于 07-04 12:16 26次 阅读
AEDR-8502-102 反射式光学编码器

AEDR-8500-102 3通道反射增量光学编码器

AEDR-850x编码器是世界上最小的 3通道光学编码器,其数字输出采用反射技术用于运动控制。编码器设计工作在-20°以上; C至85度C温度范围因此适用于商业和工业终端应用。 这个 3通道光学编码器在单个封装中装有LED光源和光电检测电路。 3.95 mm(长)x 3.4 mm(宽)x 0.9562 mm(H)的小尺寸使其可用于存在尺寸和空间限制的各种微型商业应用中。 AEDR-850x系列编码器提供双通道正交数字输出和第三通道索引数字输出。兼容TTL,AEDR-850X的输出 3通道光学 编码器可以直接与大多数信号处理电路连接。因此,编码器具有出色的设计灵活性,可轻松集成到现有系统中。   功能 功能 世界上最小的3通道反射技术编码器。 表面贴装无引脚封装3.95 mm(长)x 3.4 mm(宽)x 0.9562 mm(高) 3通道;用于方向感应的双通道正交数字输出和用于方向数字输出的第三通道。 内置插补器,通过外部引脚分配可选1x,2x和4x因子 兼容TTL 单5V电源 -20° C至85度C绝对工作温度 编码分辨率:294至304(线/英寸) 指数选通,门控90º e,微型编码器 AEDR-8500-102的订购数量为100个。 应用 闭环步进电机 微型电机 打印机 复印机 读卡器 扫...
发表于 07-04 12:16 89次 阅读
AEDR-8500-102 3通道反射增量光学编码器

AEDR-8501-102 3通道反射增量光学编码器

AEDR-850x编码器是世界上最小的 3通道光学编码器,其数字输出采用反射技术用于运动控制。编码器设计工作在-20°以上; C至85度C温度范围因此适用于商业和工业终端应用。 这个 3通道光学编码器在单个封装中装有LED光源和光电检测电路。 3.95 mm(长)x 3.4 mm(宽)x 0.9562 mm(H)的小尺寸使其可用于存在尺寸和空间限制的各种微型商业应用中。 AEDR-850x系列编码器提供双通道正交数字输出和第三通道索引数字输出。由于TTL兼容,AEDR-850X 3通道光学编码器的输出可以直接与大多数信号处理电路连接。因此,编码器具有出色的设计灵活性,可轻松集成到现有系统中。   功能 功能 世界上最小的3通道反射技术编码器。 表面贴装无引脚封装3.95 mm(长)x 3.4 mm(宽)x 0.9562 mm(高) 3通道;用于方向感应的双通道正交数字输出和第三通道,索引数字输出。 内置插补器,通过外部引脚分配可选1x,2x和4x因子 兼容TTL 单5V电源 -20° C至85度C绝对工作温度 编码分辨率:294至304(线/英寸) 指数选通,门控180º e AEDR-8501-102的订购数量为100件。   应用程序 闭环步进电机 微型电机 打印机 复印机 读卡器 扫描仪...
发表于 07-04 12:16 22次 阅读
AEDR-8501-102 3通道反射增量光学编码器

AEDR-8500-100 3通道反射增量光学编码器

AEDR-850x编码器是世界上最小的 3通道光学编码器,带有数字输出,采用反射技术进行运动控制。编码器设计工作在-20°以上; C至85度C温度范围因此适用于商业和工业终端应用。 这个 3通道光学编码器在单个封装中装有LED光源和光电检测电路。 3.95 mm(长)x 3.4 mm(宽)x 0.9562 mm(H)的小尺寸使其可用于存在尺寸和空间限制的各种微型商业应用中。 AEDR-850x系列编码器提供双通道正交数字输出和第三通道索引数字输出。由于TTL兼容,AEDR-850X 3通道光学编码器的输出可以直接与大多数信号处理电路连接。因此,编码器提供了极大的设计灵活性,并且易于集成到现有系统中。   功能 功能 世界上最小的3通道反射技术编码器。 表面贴装无引脚封装3.95 mm(长)x 3.4 mm(宽)x 0.9562 mm(高) 3渠道;用于方向感应的双通道正交数字输出和用于方向数字输出的第三通道。 内置插补器,通过外部引脚分配可选1x,2x和4x因子 兼容TTL 单5V电源 -20° C至85度C绝对工作温度 编码分辨率:294至304(线/英寸) 指数选通,门控90º e AEDR-8500-100的订购数量为1,000件。 应用 闭环步进器电机 微型电机 打印机 复印机 读卡器 扫...
发表于 07-04 12:16 43次 阅读
AEDR-8500-100 3通道反射增量光学编码器

AEDR-8502-100 3通道反射增量光学编码器

AEDR-850x编码器是世界上最小的 3通道光学编码器,其数字输出采用反射技术用于运动控制。编码器设计工作在-20°以上; C至85度C温度范围因此适用于商业和工业终端应用。 这个 3通道光学编码器在单个封装中装有LED光源和光电检测电路。 3.95 mm(长)x 3.4 mm(宽)x 0.9562 mm(H)的小尺寸使其可用于存在尺寸和空间限制的各种微型商业应用中。 AEDR-850x系列编码器提供双通道正交数字输出和第三通道索引数字输出。由于TTL兼容,AEDR-850X 3通道光学编码器的输出可以直接与大多数信号处理电路连接。因此,编码器具有出色的设计灵活性,可轻松集成到现有系统中。 功能 功能 世界上最小的3通道反射技术编码器。 表面贴装无引脚封装3.95 mm(长)x 3.4 mm(宽)x 0.9562 mm(高) 3通道;用于方向感应的双通道正交数字输出和第三通道,索引数字输出。 内置插补器,通过外部引脚分配可选1x,2x和4x因子 兼容TTL 单5V电源 -20° C至85度C绝对工作温度 编码分辨率:294至304(线/英寸) 指数门控,门控  360º e  AEDR-8502-100的订购数量为1,000件。 应用 闭环步进电机 微型电机 打印机 复印机 读卡器 扫描仪 投...
发表于 07-04 12:15 108次 阅读
AEDR-8502-100 3通道反射增量光学编码器

AEDR-8320-1Q0 反射模拟编码器

AEDR-8320系列是采用反射技术进行运动控制的最小光学编码器之一。编码器将发射器和检测器组合在一个表面贴装无引线封装中。当与编码轮或线性编码条一起使用时,编码器将旋转或线性运动转换为模拟输出。 AEDR-8320系列提供运动传感,是大批量应用的理想选择。它的小尺寸和表面贴装封装使其成为打印机,复印机,读卡器和许多消费产品的理想选择,特别是在空间和重量受设计限制的情况下。 另外,AEDR-8320提供模拟输出,可以进行插值以获得更高的分辨率,从而满足不同应用的不同分辨率需求。特性 反光技术 表面贴装小外形无引线封装 用于方向感测的双通道模拟输出  单5.0V电源 -40º C至85º C绝对工作温度 分辨率:7.09行/ mm(180行/英寸) 应用程序 电机 已安装的编码器 XY表 Pick&放置机器 安全摄像机 打印机 复印机 CD / DVD刻录机 读卡器...
发表于 07-04 12:15 44次 阅读
AEDR-8320-1Q0 反射模拟编码器

HEDR-5900-00001 HEDR-54xx系列定心工具

HEDR-54xx系列编码器的定心工具。它将底板与电机轴对齐。 应用 背光按钮/开关
发表于 07-04 11:33 46次 阅读
HEDR-5900-00001 HEDR-54xx系列定心工具

AEAT-84AD-LBSF0 高温多圈绝对编码器模块,14位

AEAT-84AD提供光电机械单元的所有功能,以便通过单圈绝对值编码器实现绝对多圈编码器,组合容量最高可达30扩展温度下的位。 该单元由一个IR-LED电路板,一个光电晶体管(PT)电路板和布置在PCB之间的6或7个齿轮组成。 功能 16384(14bits)转数版 光学,绝对多圈装配,最大值。直径55毫米,典型高度12.2毫米。 工作温度-40C至125C 机械联轴器采用14齿齿轮小齿轮,模块为0.3 运行速度高达12,000 rpm 用于电源和信号的2x4极引脚条 应用 机器人 li> 机床 半导体机械 汽车(用于装配和焊接的车身设备机器人电池)...
发表于 07-04 11:19 50次 阅读
AEAT-84AD-LBSF0 高温多圈绝对编码器模块,14位

AEAT-84AD-LBSC0 高温多圈绝对编码器模块,12位

Broadcom的AEAT-84AD通过提供多圈功能增强了AEAS-7000单圈模块的功能,并且无需对齐(通过其即插即用功能)。值得注意的是,它能够在高达125℃的温度下运行,使应用程序在更恶劣的操作环境中使用。 Broadcom的AEAT-84AD是一个附加模块,可为AEAS-7000增加电机轴转数计数能力,AEAS-7000是业界最小的高端产品。速度,即插即用的绝对编码器。 AEAS-7000绝对编码器和AEAT-84AD轴转数计数模块的组合采用模块化方法,与其他方法相比,可将组装步骤数减少到4个这需要多达8个步骤。编码器组合还可将所需组件数量从大约120个减少到4个,从而降低了库存,制造和采购成本。因此,客户的供应链正在简化!此外,它还通过业界首创的即插即用功能消除了对多个校准调整的需求,从而缩短了制造商的设计周期。 绝对编码器用于需要有关组件位置信息的机器之前发生任何动作。 AEAS-7000 / AEAT-84AD的位置分辨率范围为12位至16位,结合12位或14位旋转计数分辨率。 功能 4096(12bits)转数版 光学,绝对多圈装配,最大值直径55 mm,典型高度12.2 mm。 工作温度-40C至125C 通过14齿齿轮小齿轮机械联轴器,模块为0.3 工作速度高达12...
发表于 07-04 11:14 64次 阅读
AEAT-84AD-LBSC0 高温多圈绝对编码器模块,12位

BCM81724 400GbE倒档变速箱

Broadcom® BCM81724是单芯片8倍; 56  Gb / s到16× 25 Gb / s NRZ倒档变速箱,8次; 56 Gb / s PAM-4直通模式PHY。它支持PAM-4和NRZ数据格式。它支持Retimer,Forward和Reverse Gearbox模式。它还支持1G,10G,25G,40G,50G,100G,200G和400G线卡应用。 片上时钟合成由低成本的156.25 MHz参考时钟执行高频,低抖动锁相环(PLL)。 BCM81724采用先进的低功耗16纳米CMOS技术制造,可提供19毫米和更短的时间; 19毫米,0.8毫米间距,484球BGA,符合RoHS标准的封装。 特性 主机端接口:30 dB 线路侧接口: 30  dB 芯片到模块(C2M)兼容 正向和反向变速箱模式和重定时器模式 支持前向纠错(FEC) 支持400G-CR8模式 线路侧接收器集成交流耦合电容 PAM-4和NRZ的多标准和线速支持 连续自适应均衡器 线路和系统侧环回 PRBS发电机/错误检查器 线路侧每个通道的眼睛监控,通过MDIO访问 单个低成本REFCLK输入 恢复时钟输出 支持SGMII传递 与Broadcom ASIC和商用交换机芯片互操作 低功耗16纳米CMOS设计 19 毫米与时间; 19毫米BGA,0.8毫米球...
发表于 07-04 10:24 302次 阅读
BCM81724 400GbE倒档变速箱

HEDS-5645#H12 快速装配二和三通道光学编码器

HEDS-5500/5540,HEDS-5600/5640和HEDM-5500/5600是高性能,低成本,双通道和三通道光学增量编码器。这些编码器强调高可靠性,高分辨率和易于组装。 每个编码器都包含一个带透镜的LED​​光源,一个带探测器和输出电路的集成电路,以及一个在发射器和探测器IC之间旋转的码盘。 HEDS-5500/5600和HEDM-5500/5600的输出是两个正交的方波。除了两个通道正交之外,HEDS-5540和5640还具有第三通道索引输出。该指数输出为90度电高度,真正的指数脉冲,在码盘每旋转一圈时产生一次。 HEDS系列采用金属码轮,而HEDM系列采用胶片码盘,可实现分辨率到1024 CPR。 HEDM系列没有第三个通道索引。 这些编码器可以快速,轻松地安装到电机上。对于直径较大的电机,HEDM-5600和HEDS-5600/5640具有外部安装耳。 正交信号和索引脉冲通过位于0.1英寸中心的五个0.025英寸方形引脚进行访问。 / p> 目前可提供每转96到1024个计数的标准分辨率。有关其他分辨率,请咨询当地的Agilent Technologies销售代表。 功能 带有可选索引脉冲的双通道正交输出快速简便的装配无需信号调整外部安装耳可用低成本分辨率每转最多1024个计数小尺寸 -40°...
发表于 07-04 09:59 98次 阅读
HEDS-5645#H12 快速装配二和三通道光学编码器

AEDR-8501-100 3通道反射增量光学编码器

AEDR-850x编码器是世界上最小的 3通道光学编码器,其数字输出采用反射技术用于运动控制。编码器设计工作在-20°以上; C至85度C温度范围因此适用于商业和工业终端应用。 这个 3通道光学编码器在单个封装中装有LED光源和光电检测电路。 3.95 mm(长)x 3.4 mm(宽)x 0.9562 mm(H)的小尺寸使其可用于存在尺寸和空间限制的各种微型商业应用中。 AEDR-850x系列编码器提供双通道正交数字输出和第三通道索引数字输出。由于TTL兼容,AEDR-850X 3通道光学编码器的输出可以直接与大多数信号处理电路连接。因此,编码器提供了极大的设计灵活性,并且易于集成到现有系统中。  功能 功能 世界上最小的3通道反射技术编码器。 表面贴装无引脚封装3.95 mm(长)x 3.4 mm(宽)x 0.9562 mm(高) 3通道;用于方向感应的双通道正交数字输出和第三通道,索引数字输出。 内置插补器,通过外部引脚分配可选1x,2x和4x因子 兼容TTL 单5V电源 -20° C至85度C绝对工作温度 编码分辨率:294至304(线/英寸) 指数选通,门控180º e AEDR-8501-100的订购数量为1,000件。 应用 关闭Loop步进电机 微型电机 打印机 复印机 读卡器 扫描仪 ...
发表于 07-04 09:39 91次 阅读
AEDR-8501-100 3通道反射增量光学编码器