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1418 攢一臺機器人有多難?


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  伺服電機的重要性就不用說了,他主要是整臺機器人的輸入和輸出裝置。

  你手術(shù)機器人機械手臂必須要平穩(wěn),必須要達(dá)到你想要的速度,才能達(dá)到最佳效果。

  而這就要看你機器人上裝配的伺服電機的功力了。

  一般來講,在伺服電機這一塊,還是國外做的比較好,其中做的最好的,當(dāng)然是日本人,尤其是日本的電裝。

  他們生產(chǎn)的機器人,可是專門供給豐田,和本田這樣的企業(yè)的。

  而且還有很多是專門供給三菱的軍工部門的。

  而三菱的伺服電機,和大畏重工的伺服電機,其實說起質(zhì)量也一點不差,因為這兩家的機床都很強。

  日本的很多軍工設(shè)備,都是這兩家工廠生產(chǎn)的,就比如他們的軍艦,潛艇,還有心神……

  不過手術(shù)機器人上面使用的伺服電機,和普通工業(yè)機床上使用的伺服電機的要求還是有多不同的。

  工業(yè)機床上面使用的伺服電機,因為需求和手術(shù)機器人的不一樣,所以設(shè)定自然也是不一樣的。

  因為工業(yè)機床,經(jīng)常需要高速切削,所以他們對伺服電機的功率要求非常大,而且對于減速的功能也要求非常強大。

  但手術(shù)機器人所需要的伺服電機就完全是另外一回事了,手術(shù)機器人驅(qū)動機械臂的速度,并不要求太快。

  而唯一的要求就是穩(wěn),和精確,所以這就要在控制軟件,以及濾震除顫系統(tǒng)上下功夫。

  所以對于伺服電機的要求,并不是特別強,只要功率輸出穩(wěn)定,壽命長,并且無雜波就可以。

  而說實話,即便是如此低的要求,國內(nèi)的廠家生產(chǎn)的伺服電機也一樣不讓人放心。

  因為在輸出的平順性方面,咱們還是和國外的產(chǎn)品有差距。

  其實要說設(shè)計理念,咱們也不是不懂,可說到差距,說一千道一萬,還是差在了最基礎(chǔ)的材料上。

  人家伺服電機內(nèi)部用的定子,全都是采用特殊稀土材料冶煉而成,這樣就保證了他們電機輸出的穩(wěn)定性,和壽命,以及精度。

  所以人家的伺服電機才能做到功率輸出穩(wěn)定,不會出現(xiàn)卡滯,或者動力輸出突然中斷的情況。

  而咱們國產(chǎn)的伺服電機……那可真是讓人一言難盡,但凡要是有去過一線工廠,實地考察過的人,就都知道是什么個情況。

  在這里就不能過多的吐槽贅述了,因為說的過多,容易有四零四的風(fēng)險。

  所以對于手術(shù)機器人而言,需要的并不是最頂級的伺服電機,只要普通級別的伺服電機,只要能夠保證動力輸出無卡滯,平穩(wěn)就足夠了。

  就比如目前市面上最牛的米國出產(chǎn)的達(dá)芬奇手術(shù)機器人,全身上下就一共裝了三十多個伺服電機。

  而他們的電機,用的就都是瑞士馬克森的電機。

  不算什么高檔貨,但也是值得信賴的大品牌,所以這倒也方便了黃海濱。

  如果他像搞來馬克森的電機,這倒是比搞日本電裝或者是德國博世的電機,要簡單的多。

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  畢竟那兩家,對咱們可一直有著很深的戒心……

  畢竟現(xiàn)在國際上對咱們的態(tài)度比較特殊,尤其是西方國家,在很多敏感領(lǐng)域,對咱們技術(shù)輸出時都會有諸多的限制。

  像伺服電機這種設(shè)備,就屬于比較敏感的設(shè)備。

  因為這種設(shè)備,如果用在機床上,那肯定會讓很多人免不了要浮想聯(lián)翩了。

  但是如果進(jìn)口這種比較普通的伺服電機,一看就是民用級別的,那些拿著放大鏡挑毛病的人也就說不出什么來了。

  在接下來就要說這手術(shù)機器人的機械臂了,而這也是這臺機器人和傳統(tǒng)的機器人最不一樣的地方。

  以前傳統(tǒng)的工業(yè)機器人,在控制機械臂的時候,大多使用的都是滾珠絲杠軸承。

  滾租四缸軸承控制著機械臂前進(jìn),后退,并且前進(jìn)后退的精度,也都有滾珠絲杠軸承來控制。

  所以可以說,滾租絲杠軸承,就是一臺工業(yè)機床的靈魂。

  也是工業(yè)機床精度之所在。

  而滾珠絲杠軸承,也一直是我們國家的一個痛點弱項。

  就拿工業(yè)機器人舉例,機械手臂在加工零部件的時候,對零件的精度要控制在零點幾絲之內(nèi),靠的可全都是這滾珠絲杠軸承。

  因為正是他控制了機械手臂的前進(jìn)深度,角度,以及力度,就決定了這個工件的加工精度。

  而這就對控制機械臂的滾卒絲杠軸承的要求,大大的提高了。

  別看咱們可以做出巨型電力風(fēng)車的軸承來,可是如果說這種小型號的軸承,咱們還真是不行。

  而說道這軸承上,咱們和國外的差距,那完全就是兩方面的。

  第一就是加工精度。

  大家可以在網(wǎng)上看到很多德國軸承的視頻,人家的軸承,在沒有加潤滑油的情況下,只要組裝上就可以使用。

  而且你只要給他一個力,他甚至能堅持轉(zhuǎn)動一分鐘左右。

  這說明什么?這說明人家的加工精度高,軸承在自轉(zhuǎn)的過程中,自身的能量損耗非常小,而另外一方面,就是人家的打磨水平高。

  把工件表面處理的極度光滑,所以哪怕沒有上潤滑油,人家的工件自轉(zhuǎn)阻力都特別小。

  然后你再換上國產(chǎn)的軸承試試。

  哪怕規(guī)格大小,形狀都是一樣的軸承,同樣的力度,人家的軸承能自轉(zhuǎn)一分鐘,而咱們的軸承能堅持半分鐘就不錯了。

  這里面首先體現(xiàn)的就是加工精度的差距,哪怕咱們只比人家的精度少了肉眼可見的幾個絲,可工件的實際工作效果都會差很多。

  還有其次就是材料了。

  人家使用的滾珠都是特殊合金鋼制程的滾珠,能夠在高溫高壓的環(huán)境里,工作N長時間,也不會發(fā)生形變。

  你在看看咱們的滾珠,同樣號稱是特殊合金鋼,可是放到同樣的工況里。

  德國的滾珠,可以工作十年,只要定期保養(yǎng)都不會壞,也不需要更換。

  可咱們國產(chǎn)的滾珠,基本半年就報廢,不是形變,就是有裂痕,更狠的干脆直接就碎了。

  這么說可一點都不夸張,只要到各種工廠實地一線考察過的人,就都知道這絕對不是危言聳聽。

  而且如果在高端軸承這一塊,可以說國外對咱們一直是進(jìn)行封鎖的。

  想要從德國或者日本引進(jìn)那種高端軸承,可是相當(dāng)費錢的。

  最可恨的是,哪怕你很有錢,他們也不一定會賣給你。

  萬幸的是,在手術(shù)機器人這一塊,當(dāng)初米國的那幫設(shè)計人員,就很巧妙的避開了這個問題。

  其實這也主要是和手術(shù)機器人的特性有關(guān)。

  說起手術(shù)機器人,我們可能很難想象這玩意,其實就是脫胎于工業(yè)機器人的設(shè)備。

  而所謂的工業(yè)機器人,其實最早的工業(yè)機器人就是機床。

  上世紀(jì)50年代之前,工廠里的機床都是一代產(chǎn)品,就是單一性能的產(chǎn)品,比如車床,銑床,磨床等等。

  再后來,到了五十年代末期,米國人就把這些有著不同性能的機床組裝到了一起,于是就有了第一代集合了車,銷,鏜,銑,磨等五種功能的第一代工業(yè)機床。

  在之后就是因為電子科學(xué)的***,于是到上世紀(jì)八九十年代的時候,德國人和日本人,就把這種現(xiàn)代化的工業(yè)機床給發(fā)揚光大,并且做到了極致。

  而當(dāng)時這種五軸聯(lián)動機床,就有了一個美麗的名字,叫做現(xiàn)代加工中心。

  其實這就是第一代的工業(yè)機器人,只不過外形和我們認(rèn)知里那種有著腦袋和機械手的機器人并不太一樣。

  但機器人該有的功能他都有。

  就比如他加工單位里的夾具,和加工刀具,其實就是我們認(rèn)知的機器人的機械臂。

  而他們的數(shù)控面板,就是他們的大腦。

  而在這第一代機床之后,歐美的大公司,又開發(fā)出了流水線機器人。

  而這種流水線機器人,主要應(yīng)用在汽車工業(yè)上,主要就是給汽車的白車身進(jìn)行焊接等工作。

  而這一代的機器人,就和我們認(rèn)知的機器人比較像了。

  雖然同樣沒沒有腦袋,但卻有著嘗嘗的機械手臂,一邊可以固定車身,并且把車身按照程序設(shè)定的角度來回翻轉(zhuǎn)。

  另外一條機械臂,則手持焊槍,可以不斷以各種角度鉆入到車身內(nèi)部,在車上上完成焊接。

  而這兩代工業(yè)機器人的控制,都離不開滾珠絲杠軸承。

  甚至可以說,他們的工作時候的加工精度,就都是由伺服電機,和滾租四缸軸承來控制的。

  而說起這手術(shù)機器人,雖然也是脫胎于工業(yè)機器人,但在是否使用滾租四缸軸承這一塊,當(dāng)初的設(shè)計者就犯難了。

  因為手術(shù)機器人工作的工況,和那些工業(yè)機器人可太不一樣了。

  如果在這樣的機器人身上,裝滾珠絲杠軸承,一來是成本太高,二來也是會大大的增加設(shè)備的體積。

  而這就違背了設(shè)計者的初衷了,而且滾珠絲杠軸承,對工作的環(huán)境要求可是非常高的。

  這就和手術(shù)機器人的設(shè)計理念不相符了……

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