如今各種微裝配任務(wù)對(duì)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的要求越來越高。隨著微型組件及系統(tǒng)微型化趨勢(shì)的不斷深入，大型生產(chǎn)系統(tǒng)的研發(fā)陷于停滯。一
家來自瑞士西部的公司憑借其推出的一整套Delta機(jī)器人產(chǎn)品系列給市場(chǎng)帶來了一場(chǎng)革新。強(qiáng)力型maxon電機(jī)為執(zhí)行高精度的動(dòng)態(tài)動(dòng)作提供保證。<
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Asyril擅長(zhǎng)于研發(fā)和集成機(jī)電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)微型組件以及以微型技術(shù)、納米技術(shù)和生物技術(shù)為基礎(chǔ)的微型部件的快速、靈活和自動(dòng)化操作。這
家以CSEM和CPA 集團(tuán)專有技術(shù)為基礎(chǔ)的企業(yè)于2007年由微型機(jī)器人專家Alain Codourey博士創(chuàng)立。之前，這
個(gè)領(lǐng)域中的一個(gè)核心問題在于，究竟是否能夠制造出一個(gè)100 x 100 x 100 mm3的微型機(jī)器人，并
且這樣的一個(gè)機(jī)器人的各項(xiàng)動(dòng)作是否能夠理想的符合人體運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)準(zhǔn)？早在10年之前，瑞士電子和微技術(shù)中心 (CSEM)
的研究者們就已經(jīng)意識(shí)到日益小型化的微型部件與生產(chǎn)系統(tǒng)之間不斷升級(jí)的矛盾。雖然，機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)微型化相對(duì)容易，但
驅(qū)動(dòng)裝置微型化手段則較為有限：“在常規(guī)系統(tǒng)中，相比機(jī)械結(jié)構(gòu)，電機(jī)的規(guī)格要大很多。因此，類似屈臂機(jī)器人的常規(guī)動(dòng)作就顯得怪異。因
為在機(jī)器人的鉸接關(guān)節(jié)部位必須安裝大規(guī)格電機(jī)”，Dr. Alain Codourey解釋道。
為了給這個(gè)不斷增長(zhǎng)的矛盾找到出路，一個(gè)以微型機(jī)器人專家Codourey為核心，由
CSEM中心和Biel專科學(xué)校的專家組成的研究團(tuán)隊(duì)踏上了尋找優(yōu)化微型技術(shù)部件操作系統(tǒng)的道路。“最終，我們發(fā)現(xiàn)，并
聯(lián)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)為我們實(shí)現(xiàn)目標(biāo)帶來了希望”，Codourey博士說道。
在此目標(biāo)指引下，我們首先完善了并聯(lián)運(yùn)動(dòng)軸系統(tǒng)的設(shè)想。為了獲得最低的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，所有部件的設(shè)計(jì)都要盡可能細(xì)巧、輕盈。D
elta配置的一大優(yōu)點(diǎn)在于，雖然maxon電機(jī)負(fù)責(zé)動(dòng)作執(zhí)行，但是電機(jī)本身并不移動(dòng)。電機(jī)被固定于支撐臂上并將動(dòng)作直接傳遞給結(jié)構(gòu)體。這
一設(shè)計(jì)理念被貫穿于整個(gè)Delta機(jī)器人的產(chǎn)品系列中：無論是“Desktop Delta”、“Power Delta”還是“Pocket
Delta”產(chǎn)品都按此原理設(shè)計(jì)制造。
微型裝配過程中的超薄驅(qū)動(dòng)技術(shù)
不僅機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了瘦身，驅(qū)動(dòng)裝置本身也存在精簡(jiǎn)空間。Pocket Delta產(chǎn)品中以maxon motor的緊湊式微電機(jī)來取代體型過大、
高功率的高散熱電機(jī)。機(jī)器人的并聯(lián)機(jī)構(gòu)由3臺(tái)EC-i 40電機(jī)驅(qū)動(dòng)。這三臺(tái)電機(jī)都被安裝在機(jī)器人上方的一塊安裝板上。如此，運(yùn)
動(dòng)質(zhì)量被大大減少，而機(jī)器人的動(dòng)能被大幅提高。整個(gè)拿放過程 (Pick-and-Place)，Pocket Delta 只需要0.33
秒，實(shí)現(xiàn)了1秒鐘3個(gè)周期的循環(huán)。結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)構(gòu)的高剛性特點(diǎn)后，該機(jī)器人的重復(fù)精度可以達(dá)到3微米以下。
無刷DC電機(jī)的直徑僅為40 mm，而功率可達(dá)50瓦。為了使Delta機(jī)器人不僅具備速度優(yōu)勢(shì)，而且在精度上表現(xiàn)突出，電
機(jī)角位置的測(cè)量必須極為精準(zhǔn)。為此，微電機(jī)直接與高精度旋轉(zhuǎn)編碼器連接以進(jìn)行位置檢測(cè)。此外，每
臺(tái)電機(jī)都配有一個(gè)由Asyril自行設(shè)計(jì)的駐車制動(dòng)器。其實(shí)質(zhì)是通過彈簧對(duì)電機(jī)軸制動(dòng)的小銷。在機(jī)器人工作過程中，電
磁鐵會(huì)將銷釘吸走以松開制動(dòng)。機(jī)器人的控制系統(tǒng)與機(jī)器人完全集成，通信則通過以太網(wǎng)接口來實(shí)現(xiàn)。這
類微型機(jī)器人的特性非常適用于小型部件的移動(dòng)和組裝。與同類機(jī)器人相比，他被視為速度最快、精度最高的機(jī)器人。該設(shè)計(jì)的另一優(yōu)點(diǎn)在于，P
ocket Delta甚至可以棄用齒輪箱。
Pocket Delta機(jī)器人可應(yīng)用于各種不同的工業(yè)領(lǐng)域。尤其是在鐘表業(yè)中，對(duì)微型部件的分類、選擇和加工使其得到了充分的用武之地。包
括螺釘、鉚釘、銷釘或齒輪在內(nèi)，機(jī)械機(jī)芯里幾乎所有零件的裝配都可以由其一手解決。醫(yī)療技術(shù)以及電子及半導(dǎo)體工業(yè)領(lǐng)域也是Pocket
Delta展露頭角的場(chǎng)所。常規(guī)活動(dòng)零件的規(guī)格一般在0.5至15毫米之間。
