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基于协同机器人精度的平行夹持器设计

通过世界编辑器设计|2019年8月26日

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基于协同机器人精度的平行夹持器设计

精密平行夹持器在几分钟内准备好运行。资料来源:新规模技术

随着协作机器人的增长和扩散,对各种各样的抓手和末端执行器的需求也越来越大。其中一个更具挑战性的应用是小零件的自动测量和测量。这样的设备必须提供低至2.5微米的分辨率的高分辨率定位,以便在自动化应用中的决策软件能够持续使用。这就是为什么新尺度技术公司(New Scale Technologies Inc.)旗下的新尺度机器人公司(New Scale Robotics)决定设计和制造一款最新的平行抓手。

为最小的协作机器人或Cobots,NSR-PG-10-20精密平行夹具是机电系统,它集成了电机,传感器,精密轴承导板,驱动器和控制电子设备,以及自动化的嵌入式固件,进入一个设备。

在设计过程中,维克多,N.Y.I基础新的大规模机器人(NSR)决定了终点效应必须提供可以在几分钟内安装的即插即用集成通用机器人'你的小cobots线(见上面的图像)。该公司表示,NSR-PG-10-20为用户提供最精确的最小尺寸和质量。

所有电源和控制电路都通过机器人工具端口和滑环,使得不需要外部电缆或电子板。要安装夹具,只需将其安装到UR机器人工具法兰并将单个电缆连接到UR工具I / O端口。通过机器人的八针工具I / O接口接收运动命令。不需要外部电线或单独的电子设备,其允许UR机器人腕带的完整360度或无限旋转,而无需电缆干扰。

精密平行夹持器集成了一个内部绝对位置传感器,专门用于自动化计量应用,为复杂的小部件处理、测量、分类和装配提供高精度。平行夹持器必须在很长的生命周期内反复提供快速、精确的运动。

新规模精密夹持

NSR-PG-10-20精密平行夹带器集成了maxon的EC-20扁平电机,用于高精度操作。资料来源:新规模技术

平行夹持器需要精确的运动控制

在设计过程中,NSR研究了其精密平行夹具的需求,并选择了设计和制造的EC-20平面无刷直流电机(BLDC)克森.此电机最多可提供五种绕组类型以及内置编码器。可提供多个电源输出,电机提供高稳定性和静止操作。

电机的主要选择,因为他们的质量非常小,只有15克,以及他们的高连续扭矩3.75 mN-m。优异的扭矩质量比意味着NSR-PG-10-20可以实现±3至10 N的可调夹持力,同时使用16:1的适度传动比。夹持器合并了一个对称的同步带传动范围20毫米。此外,据New Scale称,操作电压、电流和扭矩与机器人内部电源匹配良好。

无刷直流旋转电机驱动齿轮减速到同步带,将旋转转换为直线运动。一个单独的角度传感器用来测量电机轴的角度,而单独的数字电子设备用来产生运行所需的三相驱动电流。这个机构提供了必要的线性运动打开和关闭的抓手手指用来抓取和释放小部件。夹爪手指能够从外部或内部抓住的部分,取决于应用程序。

通过使用上述的嵌入式传感器,夹持器的线性部分测量分辨率为2.5微米。抓手开/关速度20mm /秒,开/关范围20mm。

maxon EC-20扁平电机

EC-20平是最小尺寸的电机与适当的扭矩能力,以最好地处理的要求
NSR-GP-10-20平行夹持器。来源:maxon

NSR首席执行官David Henderson表示:“设计的难点在于保持抓手的小尺寸、高度和低质量,同时提供闭环位置和速度特性。“找到一种低功率、低电流的电机,让我们能够利用机器人的内部动力,也是一个挑战。”

maxon的EC-20平板允许NSR在客户中最多需求提供产品所需的利用 - 并且仍然易于安装和操作。机械整合是最简单的部分。该公司使用EC-20平板,没有角度传感器,而是为换向提供自己的外角传感器。

Henderson说:“在未来,我们希望扩大我们的产品范围,包括更高夹持力的夹持器——相应的更高质量和功率的电机——更长的夹持范围,以及嵌入式力传感器,以改进力控制。”

夹持器配有可互换的手指。NSR-PG在出厂时安装了手指,这样用户就可以直接开始工作。手指被设计用来处理大约60毫米和100克的工件。它们很容易互换使用标准法兰接口与精密,销定位手指参考安装表面。

NSR-PG-10-20的计量指尖套件可用。它提供了三种类型的指尖,可以很容易地附在平行夹持器的工厂手指上。平面指尖用于测量平面特征,或凸球面和圆柱特征,如测量球体的直径。

球形指尖用于测量扁平特征,或凹形球形和圆柱形特征,例如测量两个平面之间的距离。圆柱形指尖是测量扁平或凹形圆柱形表面的另一种选择,例如部件的内径。

不同的指尖形状可以配对在一起,以适应广泛的部件特征使用完善的计量方法。手指也可以根据具体部位进行修改或定制。maxon的EC-20 Flat提供了最小尺寸的电机,具有适当的扭矩能力,以最好地处理NSR-GP-10-20精密平行夹持器的要求。

当使用通用机器人公司的UR3, UR5, UR10机器人手臂以及该公司的最新系列时,夹持器还提供可教的手指位置电子系列cobots.手动移动手指到想要的位置,并使用“教”挂件来设置它们——任何在“教”模式下使用过UR机器人的人都熟悉这个过程。位置可重复到0.01毫米。

通过设置与用户工件相匹配的手指开启和关闭位置,用户可以在每次操作中最小化手指的运动(行程),节省时间和能量。该公司表示,总体而言,NSR-PG-10-20允许用户自动化重复的、劳动密集型的测量和质量控制任务,因此UR合作机器人成为计量应用的强大工具。

为这些特定的应用找到合适的电机是一项艰巨的任务。拥有最新的技术在最小的包装电机,使NSR满足他们的客户的需求。maxon的EC-20平板是NSR-PG-10-20精密平行抓手设计和制造的关键部件。


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标记:克森那Maxon Motel.那是的那新的大规模机器人

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