推动这一发展的主要因素是航空航天工业，因为它必须对非常大的部件进行高精度的加工操作。机床可以轻松地达到所要求的精度水平，但对于工作地点和工作空间来说，它们要么太不灵活，要么太昂贵。然而，工业机器人可以很容易地到达一个非常大的部件上的任何位置，比如飞机机身，并且可以执行诸如钻孔和铣削之类的任务。

 

然而，对于这类应用，工具中心点(工业机器人手臂末端的工具)必须以足够的精度定位和引导。这就是经典工业机器人的极限所在。偏差是由多种因素造成的。

 

为了达到预期的操纵性水平，需要具有串行运动学的工业机器人，例如六轴铰接式工业机器人。这些轴中的每一个都由带有齿轮传动的伺服电机驱动。零位置误差、间隙和关节弹性是造成误差的主要原因。机械加工过程中的作用力和动态效应影响工业机器人的机械刚度，影响工业机器人的**定位精度。

 

由于先进的校准方法，已经有可能将工具中心点反复移动到某一特定位置，至几百毫米以内。根据制造商的不同，按照ISO 9283标准，铰接式工业机器人的可重复性为±0.1毫米或更高。

 

然而，与重复性相比，工业机器人在坐标系中所能达到的**位置精度仅为原来的10倍。根据其设计、*大范围和*大承载能力，铰接式工业机器人目前达到±1毫米的**定位精度。这不足以满足航空航天部门等行业的准确性要求。然而，工业机器人制造商一直在应对这一问题。

 （对于高度**的直线驱动工业机器人定位，封闭式线性编码器的长度可达30米）

 

经典的旋转编码器继续在工业机器人的轴上提供伺服电机反馈。由于伺服电机要求高的控制动力学，鲁棒感应旋转编码器，如ECI 1100和1300系列，或多转模型，如EQI 110和1300系列，是理想的这类应用。这些编码器提供了较高的控制质量和系统精度，并能抵抗强烈的振动。由于这些编码器具有纯粹的串行EnDat接口，即使是暴露在强电磁干扰下的应用也不会损害数据传输的质量或安全性。

 

这些感应旋转编码器支持安全完整性等级SIL 2，类别3 PL d。如果在控制侧采取额外措施，它们甚至可以达到SIL 3或4 PL e。这些编码器还为防止轴和定子连接松动提供了机械故障排除的额外安全优势。有了这个安全包，这些感应式旋转编码器也可以用于为人-工业机器人协作设计的系统。

 

 

 

工业机器人制造商可以通过在每个工业机器人轴上使用附加的、高精度的角度编码器或旋转编码器来显著提高工业机器人的**位置精度。这些所谓的二次编码器，安装在每个轮系后，捕捉每个工业机器人关节的实际位置。这允许编码器解释零位置误差和反弹。还测量了加工任务在各轴上产生的回溯力。所有这些都使刀具中心点的**位置精度提高了70%至80%。

 

模块化角度编码器，如ECA 4000与光学扫描，ECI 4000旋转编码器与感应扫描，和AMO WMR角编码器，非常适合这些应用。由于它们的模块化设计，有一个刻度滚筒或刻度磁带和一个单独的扫描单元，这些编码器非常适合大空心轴直径和由于空间限制在机器人中经常遇到的具有挑战性的安装要求。这些二次编码器的信号质量比伺服电机上的旋转编码器要好得多，这意味着返回的位置值非常准确-即使在高度动态的运动中也是如此。

 

 

 

到达非常大或长的部件上的所有机加工位置，如飞机机身或

制造大型复合纤维构件时，工业机器人可以在直线轴上沿构件的长度移动。对于高度**的直线驱动工业机器人定位，封闭式线性编码器的长度可达30米。从线性编码器的位置测量补偿热误差和其他影响进给机构的因素。传统的基于循环滚珠丝杠螺距和旋转编码器在电机上的角度位置的位置检测方法无法捕捉这些因素。

 

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