SYMéTRIE是全球領(lǐng)先的六軸機器人解決方案供應商之一,其產(chǎn)品主要用于定位和運動(dòng)控制領(lǐng)域。六軸機器人是一種并聯(lián)機器人,也被稱(chēng)為六軸運動(dòng)平臺,它采用六個(gè)線(xiàn)性驅動(dòng)器(千斤頂)且具有六個(gè)自由度(X、Y、Z、俯仰、扭擺和滾擺)。SYMéTRIE六軸機器人由一個(gè)低平臺(底座)、一個(gè)高平臺(移動(dòng)平臺)以及6個(gè)線(xiàn)性驅動(dòng)器(配有內嵌滾珠絲杠驅動(dòng)裝置)組成。球形萬(wàn)向接頭將各個(gè)驅動(dòng)拉桿分別連接到底座和移動(dòng)平臺。高平臺支撐有效載荷,能夠以垂直和水平方向安裝。六軸機器人的典型應用包括:飛行模擬、材料測試、顯微鏡/望遠鏡、航空工程、科研等等。
SYMETRIE GICS六軸機器人
SYMETRIE IA DEA六軸機器人
雷尼紹RESOLUTE系列絕對式光柵已應用在SYMéTRIE的地面集成和校準支持 (GICS) 六軸機器人及
ZONDA六軸機器人上;這些六軸機器人專(zhuān)為在Meteosat第三代 (MTG) 氣象衛星(計劃于2019年起開(kāi)始發(fā)射)的制造過(guò)程中,對兩種類(lèi)型的先進(jìn)組件進(jìn)行驗證測試而設計。MTG系列衛星由四顆成像衛星
(MTG-I) 和兩顆探測衛星 (MTG-S) 組成,可沿地球同步軌道運行并采集數據。這些應用都需使用以絕對式光柵反饋作剛性伺服環(huán)的可單獨控制的驅動(dòng)器。雷尼紹配有ZeroMet? (FeNi36) RELA直線(xiàn)柵尺的
RESOLUTE光柵系統安裝在每個(gè)驅動(dòng)拉桿上,可實(shí)現高精度測量 — 柵尺熱膨脹幾乎為零,讀數頭分辨率達5 nm,噪音小,周期誤差低并且平移速度高。RESOLUTE絕對式光柵確保了GICS和ZONDA六軸機器人能夠保持卓越的精度和穩定性;這兩種機器人設備均獲得了ISO-5潔凈室應用認證。
利用SYMETRIE六軸機器人完成的IA DEA測試設置
SYMéTRIE首席機械工程師Matthieu Cuq解釋道:“我們之所以選中雷尼紹RESOLUTE絕對式光柵,是因為它具有卓越的測量性能,在高真空度環(huán)境下能夠可靠工作。此外,光柵尺由低膨脹率的ZeroMet材料制成,這能有效降低六軸機器人對溫度變化的敏感性。熱穩定性是這些太空光學(xué)項目的一項關(guān)鍵要求?!?/p>
GICS六軸機器人
它是一種尺寸為1600 (L) x 1200 (W) x 1000 (H) mm的定制六軸機器人,設計用于測試上述四顆成像衛星上的靈活組合成像儀 (FCI),由歐洲航天局 (ESA) 訂購。FCI由掃描鏡、望遠鏡以及光譜分離和檢測裝置 (SSDA)(包括四個(gè)光學(xué)濾波探測器)組成,每10分鐘通過(guò)16個(gè)光譜通道提供一次地球全景圖像。
SYMéTRIE的GICS六軸機器人可使用六個(gè)自由度輔助SSDA的地面校準和測試,其平移位置精度達到
±0.1 μm。該儀器設計用于將入射光分成5組離散光譜;其中四組為近紅外 (NIR) 或紅外 (IR) 光譜。在測試和校準期間,光源裝置(圖1中紫色部分)將光束引導至六軸機器人移動(dòng)平臺內部的一個(gè)“光學(xué)組件”。光學(xué)組件隨后處理入射光,并照亮位于出射光瞳前方的SSDA視野。六軸機器人用于精確地配準光學(xué)組件的出射光瞳和SSDA入射光孔。
用于IA DEA的ZONDA六軸機器人
這款尺寸為725 mm (L / W) x 650 mm (H) 的小型六軸機器人適合低至10-6 mbar的真空應用,專(zhuān)門(mén)用于干涉測量組件檢測電子元件總成 (IA DEA) 的地面校準和測試。IA DEA安裝在氣象探測衛星的紅外探測器 (IRS) 前方,可實(shí)時(shí)了解衛星上各種儀器的光學(xué)和輻射性能及特性,并可輔助對其進(jìn)行后續調整。
IRS將為歐洲各國國家氣象中心以及其他地區性/全球性數值天氣預報運營(yíng)服務(wù)機構提供大量氣象數據。該儀器的工作原理基于傅里葉變換紅外光譜儀,可處理毫米級波長(cháng)的電磁波,由掃描鏡、前置望遠鏡、干涉儀、后置望遠鏡、冷卻聚焦光學(xué)元件和探測儀組成。SYMéTRIE六軸機器人支持單個(gè)黑體和紅外光源,可在發(fā)射之前對IA DEA執行地面測試和校準。兩個(gè)紅外光源,包括再現標準測試模式的靶標,均安裝在六軸機器人的X-Y平移臺頂部。六軸機器人的功能是相對于IA DEA準確定位紅外光源和光學(xué)元件,其平移精度為±0.1 μm。
RESOLUTE讀數頭
RESOLUTE解決方案
采用BiSS?協(xié)議的RESOLUTE光柵為SYMéTRIE提供了先進(jìn)的功能,不斷支持其開(kāi)發(fā)創(chuàng )新的六軸機器人產(chǎn)品。從航空工程到太空探索,從同步加速器到大量科研實(shí)驗,六軸機器人提供的獨特多用途運動(dòng)控制平臺,已廣泛應用于諸多不同的行業(yè)。
RESOLUTE在六軸機器人應用方面的優(yōu)點(diǎn)包括:
可靠性:可靠的光柵數據輸出是關(guān)鍵。出現如斷電等造成的計數錯誤是不可接受的,因為這會(huì )導致位置讀數出錯 — 如果大幅偏離穩定配置,可使六軸機器人嚴重受損。RESOLUTE具有極強的抗污、抗劃痕和抗油脂能力,相比之下,這些灰塵、劃痕和油脂可能會(huì )造成其他光柵發(fā)生計數錯誤。獨立位置校驗算法還能確保在出現任何伺服控制問(wèn)題之前,標記任何潛在問(wèn)題。
高分辨率和低噪聲(抖動(dòng)):六軸機器人需要具有高分辨率和穩定性的位置反饋系統。低噪聲(通常低于10 nm RMS)可提高六軸機器人的位移靈敏度,并可通過(guò)伺服環(huán)剛性提高其穩定性。
系統精度高,速度快,使用BiSS串行通信協(xié)議:由于六軸機器人具有并聯(lián)機械定位結構,因此需要一套非常復雜的控制系統 — 例如,位置坐標以虛擬笛卡爾軸形式提供,隨后被控制器轉換為單個(gè)驅動(dòng)器的定位命令。RESOLUTE的高精度和卓越的動(dòng)態(tài)性能,再加上快速的光柵響應時(shí)間(得益于BiSS接口),這些都有助于優(yōu)化控制器和六軸機器人的性能。
易于安裝:RESOLUTE是一款單碼道絕對式光柵,相較于傳統的多碼道光柵,安裝公差更加寬松。
RESOLUTE內置LED安裝指示燈,進(jìn)一步簡(jiǎn)化了六軸機器人制造和維護過(guò)程中的光柵安裝流程。
雷尼紹與SYMéTRIE建立了緊密的合作關(guān)系,這有助于交付先進(jìn)的六軸機器人,從而滿(mǎn)足航天設備制造業(yè)苛刻的產(chǎn)品要求。未來(lái)更加深入的合作將進(jìn)一步推動(dòng)雙方的產(chǎn)品創(chuàng )新。