為什么機器人需要標定？

影響機器人本體精度因素分為兩大類：運動學因素——加工誤差、機械公差/裝配誤差、減速器精度、減速器空程等；動力學因素——質量、慣性張量、摩擦力、關節柔性、連桿柔性。

機器人本體的實際精度和理論設計模型可能會存在一定的誤差。為了使機器人本體達到與理論設計模型一致，提高機器人點精度和軌跡精度或者能夠完全以編程設定的動作運動，機器人在裝配后需要進行標定工作。

標定一般采用激光跟蹤儀、拉線法、20點法等方法。至于采用哪種方法，可以根據企業的資金預算、客戶需求及市場定位的要求選擇不同的方法。毋庸置疑的是，無論使用哪種方法，對機器人本體企業來說都是成本的增加。

哪種情況不需要標定？

在多數工業機器人應用中，示教再現的編程方式仍然占據主流，這要求機器人具有較好的重復定位精度，對其絕對定位精度則要求不高。

特別是對于主要用于點到點工況的SCARA機器人，在點到點的示教類應用中：比如上下料搬運，起點和終點的位置都是示教出來的，因此對于這類應用，只要編碼器、減速器精度足夠高即可省去標定工作。

以愛普生G3-351mmSCARA機器人為例：機器人臂展350mm，重復定位精度±0.01，額定負載1kg，最大負載3kg。

表1 愛普生SCARA機器人技術參數表(圖片來自官網)

愛普生機器人本體的精度推算其對諧波減速器精度的要求，要想確保350mm臂展重復定位精度±0.01的精度，諧波減速器單向重復定位精度必須控制在11.88角秒。因此需要諧波減速器單向重復定位精度均低于10角秒。

國內外減速器精度對比

此前，諧波減速器作為國產機器人的“掣肘”被認為精度表現能力與國外品牌相差很大。但事實上，這兩年國產諧波減速器發展迅速，甚至已經在部分關鍵指標上已經趕超國外品牌。

如果以哈默納克產品的標準品來作為行業標準的話。根據主流減速器廠商產品樣冊上的指標來看：目前國產品牌，比如綠的諧波品牌產品14、17規格80以上減速比傳動精度與哈默納克標準品精度指標基本一致，但其他規格型號的產品卻要低于哈默納克標準品精度33%~50%。

而日本新寶品牌諧波減速器50減速比25以上規格的傳動精度也低于哈默納克標準品精度33%；但是無論標準品還是特殊品，昊志機電的傳動精度均高于哈默納克產品20%。

圖1 減速比50標準品傳動精度對比(傳動精度值低為優，單位：arc sec，數據摘自廠商樣冊)

圖2 減速比50特殊品傳動精度對比(傳動精度值低為優，單位：arc sec，數據摘自廠商樣冊)

圖3 減速比≥50標準品傳動精度對比(傳動精度值低為優，單位：arc sec，數據摘自廠商樣冊)

國內外減速器剛性性能對比

從上述影響機器人本體精度的動力學分析發現，關節柔性也是重要影響因素之一。由于諧波減速器是柔性產品，關節柔性主要表現為諧波減速器的柔性即減速器的剛性值；諧波減速器的剛性越好，機器人本體精度越高。

同樣是以哈默納科減速器剛性指標作為行業標準?？梢钥闯?#xff1a;日本新寶和蘇州綠的產品的剛性僅達到哈默納克剛性標準的85%左右；而昊志機電產品剛性卻為哈默納克剛性標準的1.1倍。

圖4 減速比50剛性對比(單位：×104Nm/rad，數據摘自廠商樣冊)

圖5 減速比≥80剛性對比(單位：×104Nm/rad，數據摘自廠商樣冊)

未來可期，目前部分國產品牌諧波減速器產品已經達到世界級的精度和壽命。這對于SCARA細分領域大部分客戶來說：在無需標定的情況下，機器人本體既可達到超高的重復定位精度要求，又能省去本體廠家的人工成本、設備采購成本及時間成本，同時提升本體廠家的核心競爭力。

來源：機器人在線

總結

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