工業(yè)機(jī)器人用伺服電機(jī)的技術(shù)難點(diǎn)
隨著工業(yè)自動化的發(fā)展，越來越多的領(lǐng)域開始使用工業(yè)機(jī)器人代替人力。對于機(jī)器人制造商和機(jī)器人消費(fèi)者而言，選擇合適的伺服電機(jī)始終是一項艱難的任務(wù)。機(jī)器人的關(guān)節(jié)驅(qū)動離不開伺服系統(tǒng)，關(guān)節(jié)越多，機(jī)器人的柔性和精準(zhǔn)度越高，所需要使用的伺服電機(jī)數(shù)量就越多。伺服電機(jī)影響著機(jī)器人的手臂控制，如位置、角度和線性運(yùn)動，它的性能差異將直接影響機(jī)器人的能力水平。深圳市華科星電氣有限公司是工業(yè)自動化行業(yè)一家有名的技術(shù)服務(wù)企業(yè),專注進(jìn)口伺服電機(jī),機(jī)器人伺服電機(jī)/系統(tǒng),精密行星減速機(jī),步進(jìn)電機(jī),PLC等一站式供應(yīng)，提供免費(fèi)技術(shù)支持和終身維護(hù)服務(wù),歡迎來電咨詢:13602631692微信同號，官網(wǎng):http://www.500307.com!
一般來說，工業(yè)機(jī)器人對伺服電機(jī)的性能要求主要有以下幾個方面：
電機(jī)轉(zhuǎn)動的慣量要小：具有低的機(jī)械時間常數(shù)和電磁時間常數(shù)以及高的品質(zhì)因數(shù)，即單位時間內(nèi)可給出更大的瞬時功率。
足夠?qū)挼恼{(diào)速范圍：在零速度附近可控。低速運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，力矩波動小。
高的功率/體積比和高的功率/重量比：因為這些伺服控制電機(jī)通常裝在機(jī)器人運(yùn)動的關(guān)節(jié)上，為機(jī)器人的負(fù)載，所以要求重量輕、體積小。
伺服狀態(tài)特性好：為機(jī)器人能穩(wěn)定地進(jìn)行操作，在伺服定位、電機(jī)堵轉(zhuǎn)時仍能輸出最大的力矩。
外形扁薄小巧美觀：它是機(jī)器人外觀的決定性因素之一，不僅要適應(yīng)與機(jī)器人給定的小尺寸，而且伺服電機(jī)的外形越復(fù)雜，機(jī)器人外觀結(jié)構(gòu)設(shè)計越困難，同時外形的復(fù)雜也使粉塵易于堆積。
全封閉式的構(gòu)造：伺服電機(jī)做成封閉結(jié)構(gòu)主要是為了適應(yīng)多粉塵、還有腐蝕性物質(zhì)的生產(chǎn)現(xiàn)場。
環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)：而且輸出的電線、電纜要柔軟。
易于維護(hù)：電機(jī)要有一定的容錯性和相關(guān)保護(hù)設(shè)備。
隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，如今電力半導(dǎo)體技術(shù)已經(jīng)由過去的整流二極管、晶閘管、GTO、GTR、P-MOSFET發(fā)展到現(xiàn)在的IGBT、IPM等，再加上控制策略的不斷進(jìn)步，現(xiàn)在工業(yè)機(jī)器人用伺服電機(jī)已經(jīng)不局限于低頻率和低極數(shù)，而是隨著應(yīng)用的場合可以靈活地改變，以獲取更好的性能和更低的價格。
工作制與發(fā)熱：工業(yè)機(jī)器人一般運(yùn)行在頻繁加速、啟停的情況下，由于這種特殊的運(yùn)行方式’其伺服電機(jī)很大程度上受到了溫度的限制，不僅僅是額定轉(zhuǎn)矩點(diǎn)的溫度特性對工業(yè)機(jī)器人伺服電機(jī)來說很重要，整個運(yùn)行空間的運(yùn)行溫度由加減速轉(zhuǎn)矩與維持轉(zhuǎn)矩的工作制運(yùn)行來決定。
轉(zhuǎn)動慣量:伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量是伺服驅(qū)動中非常重要的關(guān)鍵點(diǎn)，在機(jī)械系統(tǒng)加速運(yùn)行的時候，伺服電機(jī)不僅要提供給負(fù)載加速轉(zhuǎn)矩，而且要提供給自身加速轉(zhuǎn)矩，所以伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量和系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量的配合十分重要。
轉(zhuǎn)矩質(zhì)量:工業(yè)機(jī)器人伺服電機(jī)要求轉(zhuǎn)矩的平滑性，要求電機(jī)具有比較低的轉(zhuǎn)矩脈動以及較平穩(wěn)的轉(zhuǎn)矩常數(shù)。平穩(wěn)的轉(zhuǎn)矩常數(shù)通常需要伺服電機(jī)有比較高的抗飽和能力，而且要細(xì)致考慮鐵耗與摩擦損耗對轉(zhuǎn)矩常數(shù)的影響，一般需要合理精致的伺服電機(jī)電磁與結(jié)構(gòu)的設(shè)計才能滿足轉(zhuǎn)矩質(zhì)量要求。
高響應(yīng)能力:工業(yè)伺服電機(jī)系統(tǒng)追求比較高的響應(yīng)能力，影響伺服系統(tǒng)的響應(yīng)能力的因素一般有電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量、減速比、加減速轉(zhuǎn)矩、電機(jī)結(jié)構(gòu)、控制策略等，高響應(yīng)能力還與電機(jī)的發(fā)熱密切相關(guān)。
磁鋼退磁:為了使伺服電機(jī)具有高性能，目前普遍使用釹鐵硼永磁體來提供磁場，但它對溫度比較敏感，在高溫環(huán)境下容易發(fā)生不可逆退磁。工業(yè)機(jī)器人用伺服電機(jī)需要有高過載能力，更需要較高的電樞反應(yīng)，因此轉(zhuǎn)子永磁體上感應(yīng)出的渦流損耗通常很大，永磁體易升溫，所以對伺服電機(jī)的溫度計算和永磁體保護(hù)的要求比較高。
