機(jī)械專業(yè)外文文獻(xiàn)翻譯-外文翻譯--工業(yè)機(jī)器人及電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

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附錄 1 a of of on of in to be to a be to a do is by A is a to or of a of It is in a of of a of 951 by 954, It on a of to It of by to to to to a to be C It to a of in By an 959. 962, to be on a A in 973 of -3 -3 by a of do of of In of of in 970s of At a on a as to an of a of in 970s, to no in to to a of in 970s, to no in to to It to at in to be as to of to of is of of is be in to of be in in be be so do be a be to of a s it is a to an in a to an of be to of to a is of of or to of to to up is as as in a is in to as 1) to to be to be is is by 2) is In in in a is 3) or 4) to be : 1,000 ~ 10,000 5)is 6) on to in is At to to to in on to to 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) to 9) ID 10) 11) 12) so 1. to in WM is so on in 2. to so on to be to in to to of it of 1) 2) to be he to be 3. is if in to D in D is to in in to s As D is D it 1) in a in 0 ~ 100 2) D in % ~ 0%. 3) to D is is to a At D of 1) D 2) D 5. 1)It is or of to in is in 2) 3) in in to so 附錄 2 工業(yè)機(jī)器人及電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 有許多關(guān)于機(jī)器人這個(gè)術(shù)語的定義。采用不同的定義，全世界各地機(jī)器人的數(shù)量就會(huì)發(fā)生很大的變化。 在制造工廠中使用的許多單用途機(jī)器可能會(huì)看起來像機(jī)器人。這些機(jī)器是硬連線的，不能通過重新編程的方式去完成不同的工作。這種單用途的機(jī)器不能滿足人們?nèi)找鎻V泛接受的關(guān)于工業(yè)機(jī)器人的定義。這個(gè)定義是由美國(guó)機(jī)器人協(xié)會(huì)提出的： 機(jī)器人是一個(gè)可以改變程序的多功能操作器，被設(shè)計(jì)用來按照預(yù)先編制的、能夠完成多 種作業(yè)的運(yùn)動(dòng)程序運(yùn)送材料、零件、工具或者專用設(shè)備。 注意在這個(gè)定義中包含有“可以改變程序”和“多功能”這兩個(gè)詞。正是這兩個(gè)詞將真正的機(jī)器人與現(xiàn)代制造工廠中使用的單一用途的機(jī)器區(qū)分開來?！翱梢愿木幊绦颉边@個(gè)術(shù)語意味著兩件事：機(jī)器人根據(jù)編寫的程序工作，以及可以通過重新編寫程序來適應(yīng)不同種類的制造工作的需要。 “多功能”這個(gè)詞意味著機(jī)器人能通過編程和使用不同的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，來完成不同的制造工作。圍繞著這兩個(gè)關(guān)鍵特征所撰寫的定義正在變成為制造業(yè)的專業(yè)人員所接受的定義。 第一個(gè)帶有活動(dòng)關(guān)節(jié)的手臂于 1951 年被研制出來 ，由美國(guó)原子能委員會(huì)使用。在 1954年，第一個(gè)可以編程的機(jī)器人有喬治 基于下面兩項(xiàng)重要技術(shù)： 數(shù)字控制（ 術(shù)。 遠(yuǎn)程操作器技術(shù)。 數(shù)字控制技術(shù)提供了一種非常適合于機(jī)器人的機(jī)器控制技術(shù)。它可以通過儲(chǔ)存的程序?qū)\(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。這些程序包含機(jī)器人進(jìn)行順序運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)，開始運(yùn)動(dòng)和停止運(yùn)動(dòng)的時(shí)間控制信號(hào)，以及做出決定所需要的邏輯語句。 遠(yuǎn)程操作器技術(shù)使得一臺(tái)機(jī)器的性能超出一臺(tái)數(shù)控機(jī)器。它可以使這種機(jī)器能夠在不容易進(jìn)入和不安全的環(huán)境中完成各種制造任務(wù)。通過融合了上述兩項(xiàng)技術(shù)，狄弗研制出第一個(gè)機(jī)器人， 它是一個(gè)不復(fù)雜的，可以編程的物料運(yùn)送機(jī)器人。 第一臺(tái)商業(yè)化生產(chǎn)的機(jī)器人在 1959年研制成功。通用汽車公司在 1962年安裝了第一臺(tái)用于生產(chǎn)線上的工業(yè)機(jī)器人，它是尤尼梅森公司生產(chǎn)的。在 1973年，辛辛那提 機(jī)器人的控制方面取得了較大的進(jìn)展。 數(shù)字控制技術(shù)和遠(yuǎn)程操作器技術(shù)推動(dòng)了大范圍的機(jī)器人研制和應(yīng)用。但是主要的技術(shù)進(jìn)步并不僅僅上由于這些新的應(yīng)用能力而產(chǎn)生的，而是必須由利用這些能力所得到的效益來提供動(dòng)力。就工業(yè)機(jī)器人而言 ，這個(gè)動(dòng)力是經(jīng)濟(jì)性。 在 20世紀(jì) 70年代中，工資的快速增長(zhǎng)大大增加了制造業(yè)的企業(yè)中的人工費(fèi)用。與此同時(shí)，來自國(guó)外的競(jìng)爭(zhēng)成為美國(guó)制造業(yè)所面臨的一個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。諸如日本等外國(guó)的制造廠家在廣泛地應(yīng)用了自動(dòng)化技術(shù)之后，其工業(yè)產(chǎn)品，特別是汽車，在美國(guó)和世界時(shí)常中占據(jù)了日益增大的分額。 通過采用包括機(jī)器人在內(nèi)的各種自動(dòng)化技術(shù)，從 70 年代開始，日本的制造廠家能夠比沒有采用自動(dòng)化技術(shù)的美國(guó)制造廠家生產(chǎn)更好的和更便宜的汽車。隨后，為了生存，美國(guó)制造廠家被迫考慮采用任何能夠提高生產(chǎn)率的技術(shù)。 為了與國(guó)外制造廠家進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，必須以 比較低的成本，生產(chǎn)出更好的產(chǎn)品。其他的因素，諸如尋找能夠更好地完成帶有危險(xiǎn)性的制造工作的方式也促進(jìn)了工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展。但是，主要的理由一直是，而且現(xiàn)在仍然是提高生產(chǎn)率。 機(jī)器人的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是它們可以在對(duì)于人類來說是危險(xiǎn)的位置上工作。采用機(jī)器人進(jìn)行焊接和切斷工作上比由人工來完成這些工作更安全的例子。盡管機(jī)器人與工作地點(diǎn)的安全密切相關(guān)，它們本身也可能是危險(xiǎn)的。 應(yīng)該仔細(xì)地設(shè)計(jì)和配置機(jī)器人和機(jī)器人單元，使它們不會(huì)傷害人類和其他機(jī)器。應(yīng)該精確地計(jì)算出機(jī)器人的工作范圍，并且在這個(gè)范圍的四周清楚地標(biāo)出危險(xiǎn)區(qū)域?？梢圆?用在地面上畫出紅顏色的線和設(shè)置障礙物以阻止工人進(jìn)入機(jī)器人的工作范圍。 即使有了這些預(yù)防措施，在使用機(jī)器人的場(chǎng)地中設(shè)置一個(gè)自動(dòng)停止工作的系統(tǒng)仍然上不失為一個(gè)好主意。機(jī)器人的這個(gè)系統(tǒng)應(yīng)該具有能夠檢測(cè)出是否有需要自動(dòng)停止工作的要求的能力。為了保證能有一個(gè)安全的環(huán)境，應(yīng)當(dāng)安裝容錯(cuò)計(jì)算機(jī)和冗余系統(tǒng)來保證在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候停止機(jī)器人的工作。 機(jī)器人電動(dòng)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是利用各種電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的力矩和力，直接或間接地驅(qū)動(dòng)機(jī)器人本體以獲得機(jī)器人的各種運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 對(duì)工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，要求有最大功率質(zhì)量比和扭矩慣量比、高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、低慣量和較寬廣且平滑的調(diào)速范圍。特別是像機(jī)器人末端執(zhí)行器（手爪）應(yīng)采用體積、質(zhì)量盡可能小的電動(dòng)機(jī)，尤其是要求快速響應(yīng)時(shí)，伺服電動(dòng)機(jī)必須具有較高的可靠性和穩(wěn)定性，并且具有較大的短時(shí)過載能力。這是伺服電動(dòng)機(jī)在工業(yè)機(jī)器人中應(yīng)用的先決條件。 機(jī)器人對(duì)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的主要要求規(guī)納如下： 1）快速性。電動(dòng)機(jī)從獲得指令信號(hào)到完成指令所要求的工作狀態(tài)的時(shí)間應(yīng)短。響應(yīng)指令信號(hào)的時(shí)間愈短，電伺服系統(tǒng)的靈敏性愈高，快速響應(yīng)性能愈好，一般是以伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)電時(shí)間常數(shù)的大小來說明伺服電動(dòng)機(jī)快速響應(yīng)的性能。 2）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩慣量比大。 在驅(qū)動(dòng)負(fù)載的情況下，要求機(jī)器人的伺服電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小。 3）控制特性的連續(xù)性和直線性，隨著控制信號(hào)的變化，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速能連續(xù)變化，有時(shí)還需轉(zhuǎn)速與控制信號(hào)成正比或近似成正比。 4）調(diào)速范圍寬。能使用于 1： 1000～ 10000的調(diào)速范圍。 5）體積小、質(zhì)量小、軸向尺寸短。 6）能經(jīng)受得起苛刻的運(yùn)行條件，可進(jìn)行十分頻繁的正反向和加減速運(yùn)行，并能在短時(shí)間內(nèi)承受過載。 工業(yè)機(jī)器人電動(dòng)伺服系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)為三個(gè)閉環(huán)控制，即電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)。 目前國(guó)外許多電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家均開發(fā)出與交流伺服電動(dòng)機(jī)相適 配的驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品，用戶根據(jù)自己所需功能側(cè)重不同而選擇不同的伺服控制方式，一般情況下，交流伺服驅(qū)動(dòng)器，可通過對(duì)其內(nèi)部功能參數(shù)進(jìn)行人工設(shè)定而實(shí)現(xiàn)以下功能： 1）位置控制方式 2）速度控制方式； 3）轉(zhuǎn)矩控制方式； 4）位置、速度混合方式； 5）位置、轉(zhuǎn)矩混合方式； 6）速度、轉(zhuǎn)矩混合方式； 7）轉(zhuǎn)矩限制； 8）位置偏差過大報(bào)警； 9）速度 數(shù)設(shè)置； 10）速度及加速度前饋參數(shù)設(shè)置； 11）零漂補(bǔ)償參數(shù)設(shè)置； 12）加減速時(shí)間設(shè)置等 1．直流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器 直流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器多采用脈寬調(diào)制（ 服驅(qū)動(dòng) 器，通過改變脈沖寬度來改變加在電動(dòng)機(jī)電樞兩端的平均電壓，從而改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 速特性好、響應(yīng)快、效率高、過載能力強(qiáng)等特點(diǎn)，在工業(yè)機(jī)器人中常作為直流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器。 2．同步式交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器 伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相比，同步式交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器具有轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比高、無電刷及換向火花等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)機(jī)器人中得到廣泛應(yīng)用。 同步式交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器通常采用電流型脈寬調(diào)制（ 逆變器和具有電流環(huán)為內(nèi)環(huán)、速度環(huán)為外環(huán)的多閉環(huán)控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)三相永磁同步伺服電動(dòng)機(jī) 的電流控制。根據(jù)其工作原理、驅(qū)動(dòng)電流波形和控制方式的不同，它又可分為兩種伺服系統(tǒng)： 1）矩形波電流驅(qū)動(dòng)的永磁交流伺服系統(tǒng)。 2）正弦波電流驅(qū)動(dòng)的永磁交流伺服系統(tǒng)。 矩形波電流驅(qū)動(dòng)的永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)稱為無刷直流伺服電動(dòng)機(jī)，采用正弦波電流驅(qū)動(dòng)的永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)稱為無刷交流伺服電動(dòng)機(jī)。 3．直接驅(qū)動(dòng) 驅(qū)動(dòng)（ 統(tǒng)，就是電動(dòng)機(jī)與其所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載直接耦合在一起，中間不存在任何減速機(jī)構(gòu)。 同傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)相比， 動(dòng)減少了減速機(jī)構(gòu)，從而減少了系統(tǒng)傳動(dòng)過程中減速機(jī)構(gòu)所產(chǎn)生的間隙和松動(dòng)，極大地提 高了機(jī)器人的精度，同時(shí)也減少了由于減速機(jī)構(gòu)的摩擦及傳送轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)所造成的機(jī)器人控制精度降低。而 以機(jī)械剛性好，可以高速高精度動(dòng)作，且具有部件少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易維修、可靠性高等特點(diǎn)，在高精度、高速工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用中越來越引起人們的重視。 作為 應(yīng)具有以下特性： 1）輸出轉(zhuǎn)矩大：為傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方式中伺服電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的 50～ 100倍。 2）轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)?。? ％～ 10％以內(nèi)。 3）效率：與采用合理阻抗匹配的電動(dòng)機(jī)（ 傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方式下）相比， 此，負(fù)載越大，越傾向于選用較大的電動(dòng)機(jī)。 目前， 以下兩種結(jié)構(gòu)型式： l）雙定子結(jié)構(gòu)變磁阻型 2）中央定子型結(jié)構(gòu)的變磁阻混合型 5．特種驅(qū)動(dòng)器 1）壓電驅(qū)動(dòng)器。眾所周知，利用壓電元件的電或電致伸縮現(xiàn)象已制造出應(yīng)變式加速度傳感器和超聲波傳感器，壓電驅(qū)動(dòng)器利用電場(chǎng)能把幾微米到幾百微米的位移控制在高于微米級(jí)大的力，所以壓電驅(qū)動(dòng)器一般用于特殊用途的微型機(jī)器人系 統(tǒng)中。 2）超聲波電 動(dòng)機(jī)。 3）真空電動(dòng)機(jī)，用于超潔凈環(huán)境下工作的真空機(jī)器人，例如用于搬運(yùn)半導(dǎo)體硅片的超真空機(jī)器人等。