對工業(yè)機器人關(guān)節(jié)驅(qū)動的電動機,要求有最大功率質(zhì)量比和扭矩慣量比、高起動轉(zhuǎn)矩、低慣量和較寬廣且平滑的調(diào)速范圍。特別是像機器人末端執(zhí)行器(手爪)應(yīng)采用體積、質(zhì)量盡可能小的電動機,尤其是要求快速響應(yīng)時,伺服電動機必須具有較高的可靠性和穩(wěn)定性,并且具有較大的短時過載能力。這是伺服電動機在工業(yè)機器人中應(yīng)用的先決條件。一、機器人對關(guān)節(jié)驅(qū)動電機的主要要求規(guī)納如下 1.快速性 電動機從獲得指令信號到完
對工業(yè)機器人關(guān)節(jié)驅(qū)動的電動機,要求有最大功率質(zhì)量比和扭矩慣量比、高起動轉(zhuǎn)矩、低慣量和較寬廣且平滑的調(diào)速范圍。特別是像機器人末端執(zhí)行器(手爪)應(yīng)采用體積、質(zhì)量盡可能小的電動機,尤其是要求快速響應(yīng)時,伺服電動機必須具有較高的可靠性和穩(wěn)定性,并且具有較大的短時過載能力。這是伺服電動機在工業(yè)機器人中應(yīng)用的先決條件。
一、機器人對關(guān)節(jié)驅(qū)動電機的主要要求規(guī)納如下
1.快速性
電動機從獲得指令信號到完成指令所要求的工作狀態(tài)的時間應(yīng)短。響應(yīng)指令信號的時間愈短,電伺服系統(tǒng)的靈敏性愈高,快速響應(yīng)性能愈好,一般是以伺服電動機的機電時間常數(shù)的大小來說明伺服電動機快速響應(yīng)的性能。
2.起動轉(zhuǎn)矩慣量比大
在驅(qū)動負載的情況下,要求機器人的伺服電動機的起動轉(zhuǎn)矩大,轉(zhuǎn)動慣量小。
3.控制特性的連續(xù)性和直線性,隨著控制信號的變化,電動機的轉(zhuǎn)速能連續(xù)變化,有時還需轉(zhuǎn)速與控制信號成正比或近似成正比。
4.調(diào)速范圍寬。
能使用于1:1000~10000的調(diào)速范圍。
5.體積小、質(zhì)量小、軸向尺寸短。
6.能經(jīng)受得起苛刻的運行條件,可進行十分頻繁的正反向和加減速運行,并能在短時間內(nèi)承受過載。
目前,由于高起動轉(zhuǎn)矩、大轉(zhuǎn)矩、低慣量的交、直流伺服電動機在工業(yè)機器人中得到廣泛應(yīng)用,一般負載1000N(相當100kgf)以下的工業(yè)機器人大多采用電伺服驅(qū)動系統(tǒng)。所采用的關(guān)節(jié)驅(qū)動電動機主要是AC伺服電動機,步進電動機和DC伺服電動機。其中,交流伺服電動機、直流伺服電動機、直接驅(qū)動電動機(DD)均采用位置閉環(huán)控制,一般應(yīng)用于高精度、高速度的機器人驅(qū)動系統(tǒng)中。步進電動機驅(qū)動系統(tǒng)多適用于對精度、速度要求不高的小型簡易機器人開環(huán)系統(tǒng)中。交流伺服電動機由于采用電子換向,無換向火花,在易燃易爆環(huán)境中得到了廣泛的使用。機器人關(guān)節(jié)驅(qū)動電動機的功率范圍一般為0.1~10kW。工業(yè)機器人驅(qū)動系統(tǒng)中所采用的電動機。
工業(yè)機器人電動伺服系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)為三個閉環(huán)控制,即電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)。
目前國外許多電動機生產(chǎn)廠家均開發(fā)出與交流伺服電動機相適配的驅(qū)動產(chǎn)品,用戶根據(jù)自己所需功能側(cè)重不同而選擇不同的伺服控制方式,一般情況下,交流伺服驅(qū)動器,可通過對其內(nèi)部功能參數(shù)進行人工設(shè)定而實現(xiàn)以下功能:
1.位置控制方式;
2.速度控制方式;
3.轉(zhuǎn)矩控制方式;
4.位置、速度混合方式;
5.位置、轉(zhuǎn)矩混合方式;
6.速度、轉(zhuǎn)矩混合方式;
7.轉(zhuǎn)矩限制;
8.位置偏差過大報警;
9.速度PID參數(shù)設(shè)置;
10.速度及加速度前饋參數(shù)設(shè)置;
11.零漂補償參數(shù)設(shè)置;
12.加減速時間設(shè)置等。