機器人對伺服電機和伺服驅動器的要求

時間：2020-01-05

機器人電動伺服驅動系統(tǒng)是利用各種電動機產(chǎn)生的力矩和力，直接或間接地驅動機器人本體以獲得機器人的各種運動的執(zhí)行機構。

系統(tǒng)組合與產(chǎn)品要求

伺服電機

作為工業(yè)機器人**的關鍵零部件——伺服系統(tǒng)是以變頻技術基礎發(fā)展起來的產(chǎn)品，它通常由伺服電機以及伺服驅動器組成。伺服系統(tǒng)除了可以進行速度與轉矩控制外，還可以進行精確、快速、穩(wěn)定的位置控制。

機器人電動伺服驅動系統(tǒng)是利用各種電動機產(chǎn)生的力矩和力，直接或間接地驅動機器人本體以獲得機器人的各種運動的執(zhí)行機構。

對工業(yè)機器人關節(jié)驅動的電動機，要求有最大功率質量比和扭矩慣量比、高起動轉矩、低慣量和較寬廣且平滑的調速范圍。特別是像機器人末端執(zhí)行器（手爪）應采用體積、質量盡可能小的電動機，尤其是要求快速響應時，伺服電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。這是伺服電機在工業(yè)機器人中應用的先決條件。

機器人對關節(jié)驅動電機的要求非常嚴格，首先就是快速響應性。電動機從獲得指令信號到完成指令所要求的工作狀態(tài)的時間應短。響應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的性能。其次，起動轉矩慣量比大。在驅動負載的情況下，要求機器人的伺服電機的起動轉矩大，轉動慣量小。*三，控制特性的連續(xù)性和直線性，隨著控制信號的變化，電機的轉速能連續(xù)變化，有時還需轉速與控制信號成正比或近似成正比。隨后，調速范圍寬。能使用于1：1000～10000的調速范圍。當然，為了配合機器人的體形，伺服電機必須體積小、質量小、軸向尺寸短。最后就是能經(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，并能在短時間內承受數(shù)倍過載。

伺服驅動器

交流伺服驅動器因其具有轉矩轉動慣量比高、無電刷及換向火花等優(yōu)點，在工業(yè)機器人中得到廣泛應用。一般情況下，同步式交流伺服驅動器通常采用電流型脈寬調制（PWM）相逆變器和具有電流環(huán)為內環(huán)、速度環(huán)為外環(huán)的多閉環(huán)控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)對三相永磁同步伺服電機的電流控制。

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