天机机器人原点校准的操作方法

导读：作为工业机器人核心零部件的精密减速器，与通用减速器相比，机器人用减速器要求具有传动链短、体积小、功率大、质量轻和易于控制等特点。据了解，目前大量应用在关节型机器人上的减速器主要有两类：即RV减速器和谐波减速器1. RV减速器和谐波减速器的原理RV减速器：用于转矩大的机器人腿部腰部和肘部三个关节，负载大的工业机器人，一二三轴都是用RV。相比谐波减速机，RV减速机的关键在于加工工艺和装配工艺。RV减速机具有更高的疲劳强度、刚度和寿命，不像谐波传动那样随着使用时间增长，运动精度会显著降低，其缺点是重量重，外形尺寸较大。▲RV-E型减速器谐波减速器：用于负载小的工业机器人或大型机器人末端几个轴，谐波减速器是谐波传动装置的一种，谐波传动装置包括谐波加速器和谐波减速器。谐波减速器主要包括：刚轮、柔轮、轴承和波发生器三者，四者缺一不可。其中，刚轮的齿数略大于柔轮的齿数。谐波减速机用于小型机器人特点是体积小、重量轻、承载能力大、运动精度高，单级传动比大。▲谐波减速器两者都是少齿差啮合，不同的是谐波里的一种关键齿轮是柔性的，它需要反复的高速变形，所以它比较脆弱，承载力和寿命都有限。RV通常是用摆线针轮，谐波以前都是用渐开线齿形，现在有部分厂家使用了双圆弧齿形，这种齿形比渐开线先进很多。减速器的两巨头是Nabtesco和Hamonica Drive，他们几乎垄断了全球的机器人用减速器。这两种减速器都是微米级的加工精度，光这一条在量产阶段可靠性高就很难了，更别说几千转的高速运转，而且还要高寿命。谐波减速器由“柔轮、波发生器、刚轮、轴承”这四个基本部件构成。柔轮的外径略小于刚轮的内径，通常柔轮比刚轮少2个齿。波发生器的椭圆型形状决定了柔轮和刚轮的齿接触点分布在介于椭圆中心的两个对立面。波发生器转动的过程中，柔轮和刚轮齿接触部分开始啮合。波发生器每正时针旋转180°，柔轮就相当于刚轮逆时针旋转1个齿数差。在180°对称的两处，全部齿数的30%以上同时啮合，这也造就了其高转矩传送。相比谐波减速器，RV传动是新兴起的一种传动，它是在传统针摆行星传动的基础上发展出来的，不仅克服了一般针摆传动的缺点，还具有体积小、重量轻、传动比范围大、寿命长、精度保持稳定、效率高、传动平稳等一系列优点。RV减速器是由摆线针轮和行星支架组成，以其体积小、抗冲击力强、扭矩大、定位精度高、振动小、减速比大等诸多优点被广泛应用于工业机器人、机床、医疗检测设备、卫星接收系统等领域。RV减速器的壳体和摆线针轮是通过实体的钢来发生传动的，因此承载能力强。而谐波减速器的柔轮可不断发生变形来传递扭矩，这一点决定了谐波减速器承受大扭矩和冲击载荷的能力有限，因此一般运用在前端。2.RV减速器和谐波减速器两者的优劣势谐波减速器结构简单紧凑，适合于小型化、低、中载荷的应用。RV减速器刚性好、抗冲击能力强、传动平稳、精度高，适合中、重载荷的应用，但RV减速器需要传递很大的扭矩，承受很大的过载冲击，保证预期的工作寿命，因而在设计上使用了相对复杂的过定位结构，制造工艺和成本控制难度较大。RV减速器内部没有弹性形变的受力元件，所以能够承受一定扭矩。RV减速器的轴承是其薄弱环节，受力时很容易突破轴承受力极限而导致轴承异常磨损或破裂。在高速运转时这个问题更突出，所以RV减速机的额定扭矩随输入转速下降非常明显。3. 减速器之间是否存在取代关系正方观点：RV减速器较机器人中常用的谐波传动具有高得多的疲劳强度、刚度和寿命，而且回差精度稳定，不像谐波传动那样随着使用时间增长运动精度就会显著降低。所以许多国家的高精度机器人传动多采用RV减速器，因此，RV减速器在先进机器人传动中有逐渐取代谐波减速器的发展趋势。这些产品在某些型号上确实存在替代关系，但这几类减速器只能实现部分替代。绝大部分情况下，各类减速器很难实现替换，比如在速比方面，谐波和RV的速比都要远远大于行星，所以小速比领域是行星的天下。当然行星的速比是可以做大的，但是很难去替换谐波和RV。又比如刚性方面，行星和RV的刚性要好于谐波，在体现刚性的使用工况下，谐波很难有好的表现。谐波减速器的特点是轻和小，在这方面，行星和RV却很难做到。所以各类减速器只能在一部分情况下可实现替换，但是如果一种产品全方位替换另一种产品是不现实的。反方观点：各类减速器之间不能相互取代，而是一种互补的关系。RV和谐波这两种传动有互补性，但也不排除结构设计优化和制造工艺突破后，在中低载荷应用领域形成局部竞争。文章来源：网络

1.第十三届国际水中机器人大赛在青岛圆满收官9月23日，第十三届国际水中机器人大赛在青岛圆满收官，太原理工大学机器人团队在为期一天半的比赛中，获得两项一等奖、两项二等奖、三项三等奖，派出的七只队伍全部获奖。9月22日，作为2020（第五届）青岛国际海洋科技展览会的重头戏之一，第十三届国际水中机器人大赛在青岛拉开帷幕。作为目前国内首个也是唯一一个由中国高校发起创立的高端学科竞赛，国际水中机器人大赛以认识海洋、经略海洋，推动我国海洋强国建设为赛事发生背景，设立竞赛项目，展开竞赛活动。大赛的目标是通过竞赛加速新一代智慧海洋工程与装备技术的原始创新和产业化应用步伐。大赛以“海洋机器人”为核心竞赛内容，促进人工智能、机器人等最新信息工程技术在海洋科学、海洋工程与技术两个一级学科上的发展普及和应用，具有鲜明的学科特色和技术特色。2.亚马逊推出新的 Ring 产品，包括迷你家庭监控无人机据外媒报道，在今天的年度硬件盛会中，亚马逊宣布了一系列适用于家庭和汽车的各种形状和尺寸的新 Ring 品牌设备。它推出了 Ring Car Cam，这是一种新的行车记录仪，该公司称可用于 99％的车辆。Ring Always Home Cam，一个微型无人驾驶飞机，可飞过房间监视所有发生的事情；还有一个邮箱传感器，可以在邮件到达时向用户发出警报。3.计算机视觉公司「诠视科技」数千万A轮融资，深创投领投「诠视科技」近期获得数千万元A轮融资，由深创投领投、清科跟投。诠视科技是一家致力于AR/VR领域感知交互核心技术研发和产品实施的企业。此次A轮融资之后，诠视科技将继续拓展VSLAM底层技术在业界主流芯片平台上的系统集成。4.高德地图上线iPhone版AR驾车导航高德地图近日发布v10.65新版，上线iPhone版AR驾车导航。据官方介绍，高德AR导航已支持iPhone 8 Plus及以上苹果机型与部分高端安卓手机。在更新高德地图至最新版后，用户只需一部手机和一个横屏支架，即可体验AR实景导航。5.Alexa 将很快获得听起来更自然的语音，并会识别多人讲话的时间据外媒报道，今天首次举行的 9 月年度硬件活动期间，亚马逊宣布了其 Alexa 开发人员工具和框架产品组合的更新。这些功能与 Alexa 的一系列新功能同时出现，其中包括 Reading Sidekick，该功能使 Alexa 可以与孩子们一起读书。同时宣布的还有用于儿童的 Alexa 语音配置文件，它可以自动识别儿童的语音并切换到儿童友好模式，并改进了 Alexa 的会话和家庭监视功能。6.AI企业服务提供商「循环智能」获得1200万美元融资9月24日消息，面向销售场景的AI企业服务提供商「循环智能」获得1200万美元融资，由红杉资本中国基金领投，万物资本、金沙江创投跟投。循环智能CEO陈麒聪表示，本轮融资将主要用于加大研发投入和业务推广。7.Facebook 推出 Dynabench 使 AI 模型更强大Facebook 今天推出了Dynabench，这是一个用于 AI 数据收集和基准测试的平台，它使用人类和模型「循环」创建具有挑战性的测试数据集。Dynabench 利用一种称为动态对抗性数据收集的技术，与当前的基准相比，该模型可以更好地指示模型的质量。素材来源：机器之心、cnBeta、腾讯新闻、网易科技、36氪

1.Dogotix发布第二代仿生四足机器人9月22日消息，Dogotix（多够机器人）团队发布了两款已经进入批量生产阶段的第二代高性能仿生四足机器人——小狗DG-48A和大狗DG-160A。其中，大狗DG-160A自重24KG，搭载峰值扭矩达到160牛米与24弧度每秒角速度爆发力的动力电机，同时兼顾负重和高动态性能的要求。Dogotix团队披露，第三代产品将在工业设计方面、动态控制和软件运行算法方面进行提高，正处于研发阶段，将在不久后推出。2.工信部：累计终端连接数超1亿 ，全国已开通5G基站超50万个9月23日消息，截至目前，全国已建设开通5G基站超50万个。5G用户不断增长，累计终端连接数已超过1亿。5G应用不断丰富，覆盖工业、医疗、媒体、交通等多个领域。工信部信息技术发展司有关负责人指出，下一步将稳步推进网络建设。积极推动基础电信企业加快独立组网建设，加大共建共享力度，努力构建高质量、经济高效的5G网络。3.沃尔玛试点用无人机配送新冠检测试剂盒9月23日消息，沃尔玛宣布将开展一个试点项目，利用自动无人机将自收集新冠肺炎病毒检测试剂盒送到顾客家门口。沃尔玛将从周二开始，与Quest Diagnostics和无人机服务提供商DroneUp合作，在拉斯维加斯北部进行这项试点。他们还计划10月初在纽约州奇克托瓦加进行试点。4.工信部：鼓励研发生产可穿戴、便携式监测、居家养老监护等智能养老设备9月23日消息，工信部、中国残疾人联合会联合发布关于推进信息无障碍的指导意见。意见提出，鼓励信息无障碍终端设备研发与无障碍化改造。培育一批科技水平高、产品性价比优的信息无障碍终端设备制造商，推动现有终端设备无障碍改造、优化，支持开发残健融合型无障碍智能终端产品，鼓励研发生产可穿戴、便携式监测、居家养老监护等智能养老设备。5.vivo发布首款智能手表9月22日晚，vivo召开新品发布会，正式发布了首款智能手表vivo WATCH。vivo WATCH配备了AMOLED高清显示屏，支持AOD（Alwayson Display）熄屏时钟常亮显示，支持50米防水。价格方面，vivo WATCH智能手表售价统一为1299元，有46毫米表盘的“暗影”和“锋尚”，以及42毫米表盘的“秘夏”和“摩卡”四个款式，准备在9月28日全面开售。6.RPA软件与解决方案供应商「弘玑Cyclone」获近4000万美元B轮融资，经纬中国领投9月23日消息，RPA软件与解决方案供应商「弘玑Cyclone」近期获近4000万美元B轮融资，本轮融资由经纬中国领投，老股东DCM、联想创投、跟投。该公司成立于2015年，面向企业服务行业以及其他中大型国企、及上市公司，提供RPA从产品到咨询、实施的整体解决方案，同时面向大型咨询机构、IT集成商等渠道合作伙伴，提供RPA产品技术支持。7.Motiv太空系统公司正在将太空级机器人技术带到地球界Motiv太空系统公司正在将太空级机器人技术带到地球界。该公司已经建造了许多创新的机器人，这些机器人已经在多家公司进行了测试，并且向NASA的火星项目提供的机器人手臂也已投放市场。Motiv首席执行官Chris Thayer 在接受《机器人与自动化新闻》独家采访时说，该机械臂特别具有太空中必不可少的功能，但也将适用于地面工作。Thayer说：“我们的机器人比工厂车间的机械臂重量轻。” Motiv的机械臂是在7月底用火箭发射的，目前正前往火星，这一过程还需要八个月。素材来源：新浪科技、36氪、机器之心、维科网、cnBeta

齿轮链是由两个或两个以上的齿轮组成的传动机构。它不但可以传递运动角位移和角速度, 而且可以传递力和力矩。现以具有两个齿轮的齿轮链为例, 说明其传动转换关系。其中一个齿轮装在输入轴上, 另一个齿轮装在输出轴上, 如图1所示。 图 1 齿轮链机构使用齿轮链机构应注意两个问题：一、齿轮链的引入会改变系统的等效转动惯量, 从而使驱动电机的响应时间减小, 这样伺服系统就更加容易控制。输出轴转动惯量转换到驱动电机上, 等效转动惯量的下降与输入输出齿轮齿数的平方成正比。二、在引入齿轮链的同时, 由于齿轮间隙误差, 将会导致机器人手臂的定位误差增加; 而且, 假如不采取一些补救措施, 齿隙误差还会引起伺服系统的不稳定性。通常， 齿轮链转动有以下几种类型， 如图2所示。其中圆柱齿轮的传动效率约为90%， 因为结构简单， 传动效率高，圆柱齿轮在机器人设计中最常见；斜齿轮传动效率约为80%， 斜齿轮可以改变输出轴方向；锥齿轮传动效率约为70%， 锥齿轮可以使输入轴与输出轴不在同一个平面， 传动效率低；蜗轮蜗杆传动效率约为70%，蜗轮蜗杆机构的传动比大， 传动平稳， 可实现自锁， 但传动效率低， 制造成本高， 需要润滑；行星轮系传动效率约为80%，传动比大， 但结构复杂。 图 2常用的齿轮链(a) 圆柱齿轮;(b) 斜齿轮; (c) 锥齿轮; (d) 蜗轮蜗杆;(e) 行星轮系来源：网络

近年来，新基建产业的崛起带动了工业机器人的发展。由此，工业机器人担负起了传统制造行业转型升级的重担，并且正处于飞速发展的阶段。据企查查数据显示，今年上半年，我国共新注册工业机器人相关企业0.98万家，同比增长66.1%。其中，二季度共新注册工业机器人相关企业0.68万家，同比增长100%，环比增长127%。2019年行业新增注册量达1.24万家，同比增长11.7%，今年上半年新注册企业0.98万家，同比增长66.1%。此外，全行业31%企业注册资本高于1000万。广东江苏浙江占据前三，超三成企业注册资本高于1000万根据国家统计局最新发布的数据显示，今年1-8月，国内工业机器人产量累计13.69万套，同比增长13.9%。企查查数据显示，我国共有企业状态为在业/存续的工业机器人相关企业6.98万家。从地域分布来看，企查查数据显示，广东省的相关企业数量最多，为1.63万家，占比高达23.4%。江苏省和浙江省则分别以1.40万家和0.65万家居于第二和第三位。从注册资本来看，企查查数据显示，注册资本在100-500万元的工业机器人相关企业最多，占比为36%，注册资本在1000-3000万元的企业数量占比为21%，注册资本为500-1000万元的企业数量居于第三位，为19%。总体来看，注册资本高于1000万的企业占比达到31%。2019年新注册企业达1.24万家，今年上半年新增量同比增长66.1%2015年以来，工业机器人相关企业年注册量直线增长。企查查数据显示，2015年共新注册0.46万家，2019年达到1.24万家，同比增长11.7%。企查查数据显示，今年上半年，我国共新注册工业机器人相关企业0.98万家，同比增长66.1%。其中，二季度共新注册工业机器人相关企业0.68万家，同比增长100%，环比增长127%。更多精彩内容推荐阅读：>>中国首个工业互联网推进委员会正式成立>>剖析：为什么日本工业机器人产业发展得这么好？>>为什么说疫情加速了自动化行业的发展？

工业机器人在制造业使用的程度在不断增加，主要使用在较为恶劣的条件下，或工作强度和持续性要求较高的场合，品牌机器人的故障率较低，因此得到了较为广泛的认可。但即使工业机器人的设计较规范完善，集成度较高，故障率较低，但仍须定期进行常规检查和预防性维护。常见的机器人有：串联关节式机器人，直角坐标式机器人，Delta并联机器人，scara机器人，自动引导小车等，本文中的维护主要针对关节式机器人。一、工业机器人本体维护保养1、普通维护（1）清洗机械手定期清洗机械手底座和手臂；可使用高压清洗设备，但应避免直接向机械手喷射；如果机械手有油脂膜等保护，按要求去除。（应避免使用丙酮等强溶剂、避免使用塑料保护、为防止产生静电，必须使用浸湿或潮湿的抹布擦拭非导电表面，如喷涂设备、软管等。请勿使用干布。）（2）中空手腕的清洗维护根据实际情况，中空手腕需要经常清洗，以避免灰尘和颗粒物堆积，用不起绒球、干净的布料进行清洁，手腕清洗后，可在手腕表面添加少量凡士林或类似物质，以后清洗时将更加方便。（3）定期检查检查是否漏油；检查齿轮游隙是否过大；检查控制柜、吹扫单元、工艺柜和机械手间的电缆是否受损。（4）固定螺栓的检查将机械手固定于基础上的紧固螺栓和固定夹必须保持清洁，不可接触水、酸碱溶液等腐蚀性液体。如果镀锌层或涂料等防腐蚀保护层受损，需清洁相关零件并涂上防腐蚀涂料。2、轴制动测试在操作过程中，每个轴电机制动器都会正常磨损。为确定制动器是否正常工作，此时必须进行测试。测试方法：按照以下所述检查每个轴马达的制动器。（1）运行机械手轴至相应位置，该位置机械手臂总重量及所有负载量达到最大值（最大静态负载）；（2）马达断电；（3）检查所有轴是否维持在原位置；如马达断电时机械手仍没有改变位置，则制动力矩足够。还可手动移动机械手，检查是否还需要进一步的保护措施。当移动机器人紧急停止时，制动器会帮助停止，因此可能会产生磨损。所以，在机器使用寿命期间需要反复测试，以检验机器是否维持着原来的能力。3、系统润滑加油（1）轴副齿轮和齿轮润滑加油确保机器人及相关系统关闭并处于锁定状态，每个油嘴中挤入少许（1克）润滑脂，逐个润滑副齿轮滑脂嘴和各齿轮滑脂嘴 ，不要注入太多，以免损坏密封。（2）中空手腕润滑加油中空手腕10个润滑点，每个注脂嘴只需几滴润滑剂（1克），不要注入过量润滑剂，避免损坏腕部密封和内部套筒。4、检查各齿轮箱内油位各轴加油孔的位置不同，需要有针对性的检查，有的需要旋转后处于垂直状态再开盖进行检查。5、维护周期（时间间隔可根据环境条件、机器人运行时数和温度而适当调整）（1） 普通维护频率：1次/天；（2） 轴制动测试：1次/天；（3） 润滑3轴副齿轮和齿轮：1次/1000H；（4）润滑中空手腕：1次/500H；（5） 各齿轮箱内的润滑油：第一次1年更换，以后每5年更换一次。二、系统控制柜的维护1、维护内容（1）检查控制器散热情况严禁控制器覆盖塑料或其它材料；控制器后面和侧面留出足够间隔（>120mm）；严禁控制器的位置靠近热源；严禁控制器顶部放有杂物；避免控制器过脏；避免一台或多台冷却风扇不工作；避免风扇进口或出口堵塞；避免空气滤布过脏；控制器内不执行作业时，其前门必须保持关闭。（2）清洁示教器应从实际需要出发按适当的频度清洁示教器；尽管面板漆膜能耐受大部分溶剂的腐蚀，但仍应避免接触丙酮等强溶剂；示教器不用时应拆下并放置在干净的场所。（3）清洗控制器内部应根据环境条件按适当间隔清洁控制器内部，如每年一次；须特别注意冷却风扇和进风口/出风口清洁。清洁时使用除尘刷，并用吸尘器吸去刷下的灰尘。请勿用吸尘器直接清洁各部件，否则会导致静电放电，进而损坏部件；清洁控制器内部前，一定要切断！（4）清洗或更换滤布清洗滤布需在加有清洁剂的30-40℃水中，清洗滤布3-4次。不得拧干滤布，可放置在平坦表面晾干。还可以用洁净的压缩空气将滤布吹干净。（5）定期更换电池测量系统电池为一次性电池（非充电电池）；电池更换时，消息日志会出现一条信息。该信息出现后电池电量可维持约1800小时。（建议在上述信息出现时更换电池）电池仅在控制柜“断电”的情况下工作。电池的使用寿命约7000小时。如果控制柜除控制机器人外还控制CBS单元，或在使用8轴机器人的情况下，电池的使用寿命为上文所述的一半（使用2各SMU单元）。（6）检查冷却器冷却回路采用免维护密闭系统设计，需按要求定期检查和清洁外部空气回路的各个部件；环境湿度较大时，需检查排水口是否定期排水。2、维护频率（时间间隔可根据环境条件、机器人运行时数和温度而适当调整）（1）一般维护：1次/天；（2）清洗/更换滤布：1次/500H；（3）测量系统电池的更换：2次/7000H；（4）计算机风扇单元的更换、伺服风扇单元的更换：1次/50000H；（5）检查冷却器；1次/月。