借助 Horst 工业机器人和 Neugart 高精度减速机,fruitcore robotics 公司为机器人市场注入了活力
该工业机器人操作简便,性能卓越且经济实惠--德国机器人制造商 fruitcore robotics 凭借这一浅显易懂的商业理念为机器人市场注入了活力。其产品性价比出奇的高,奥秘就在于智能化的技术细节。其中包括新式机器人传动理念,将四连杆链条与 Neugart 高精度减速机完美组合。
总部位于康斯坦茨的 fruitcore robotics GmbH 专注于研发、制造与推广技术水平高且容易操作的工业机器人。处于核心地位的是公司自行研发的系统,这一系统可以帮助任何规模的企业更快地实现自动化。这家年轻的公司创办于 2017 年,如今已有约 50 名员工,其中包括建筑、电子设备与软件开发专业的高精技术人才。
这一模块式产品组合不仅包括 Horst 工业机器人(全称是"高度优化机器人系统技术")以及可直观操作的 horstFX 软件,还包括夹具和可移动机器人底座等附件。这款 6 轴工业机器人,量程范围达到 905 mm,载荷达 5 kg,重复精度为 +/- 0.05 mm ,采用了带有四连杆链条的全新机器人设计理念。HORST 舍弃了常见的、昂贵的转轴齿轮或摆线齿轮,因此能以相对低廉的价格实现载荷与量程之间更为优化的比率。

四连杆链条又称作耦合结构,并非线性构造,因此其传动比取决于位置。至于这对于机器人臂意味着什么,fruitcore robotics 的创办人之一、研发主管 Manuel Frey 是这样解释的:"在机器人臂伸展时,四连杆链条的传动比很高,这样一来,用来给伸展的机器人臂加速的扭矩峰值,以及随之而来的负载,比起传统机器人的数值都下降了不少。"
这样做的优势是:可以使用更小的电机,机器人的价格也因此下降。不过,在研发过程中,它也显示出一个劣势:四连杆链条自身的传动比不足。解决方法就是在轴上额外增加一个减速机。这一组合成为了 HORST 的独特之处。
单级高精度减速机被证明是针对这一专门应用的最佳减速机种类。为了在高动态性能的机器人运行过程中确保最优化的载荷与量程,整个动力总成的分布必须高效。正确的传动比是这一切的基础,而这很大程度上取决于高精度减速机。"如果没有四连杆链条,理论上我们必须使用两级减速机,但它的回程间隙要高很多,所以不适合针对多关节型机器人的应用。"Manuel Frey 认为这种替代品不够实用。
为了找到合适的制造商,fruitcore robotics 的负责人大费周折,据 Manuel Frey 回忆:"我们为了找到完全适合我们的系统,或者说经过调整之后可以适应我们系统的高精度减速机的供应商,真的花了好长时间--更何况要找的是德国本土制造商。" 在这样的背景下,最后将橄榄枝抛向了坐落在巴符州 Kippenheim 的减速机制造商 Neugart。


对于研发主管 Frey 与他的同事们来说,最重要的标准是高精度,或者说,减速机的回程间隙极低。在额定范围之内运行,可保障减速机的疲劳强度,并确保较长的机器人使用寿命。
机器人的六个轴上使用了四个不同结构尺寸的 Neugart 高精度减速机。其重量很轻,性能强大,轴承设计降低了震动,并且润滑效果得到了优化,因此适合高强度的动态负荷周期。
除了产品性能以外,“Neugart 减速机的安装启用完全没有问题”,Manuel Frey 对此十分肯定。“在研发阶段,Neugart 总是积极响应我们的调整意愿。此外,Neugart 从一开始就提供了各种数据与信息供我们参考——无论是产品目录,还是配置工具 TDF 或 NCP——这些信息十分有用,而且内容丰富,方便我们立即开始相关工作。当然,也会有这样或那样的技术问题,不过在密切的合作过程中,他们总是很快用简洁明了的语言为我们解答。”