對工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī),要求有最大功率質(zhì)量比和扭矩慣量比、高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、低慣量和較寬廣且平滑的調(diào)速范圍。特別是像機(jī)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(dòng)機(jī),尤其是要求快速響應(yīng)時(shí),伺服電動(dòng)機(jī)必須具有較高的可靠性和穩(wěn)定性,并且具有較大的短時(shí)過載能力。這是伺服電動(dòng)機(jī)在工業(yè)機(jī)器人中應(yīng)用的先決條件。一、機(jī)器人對關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的主要要求規(guī)納如下 1.快速性 電動(dòng)機(jī)從獲得指令信號(hào)到完
對工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī),要求有最大功率質(zhì)量比和扭矩慣量比、高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、低慣量和較寬廣且平滑的調(diào)速范圍。特別是像機(jī)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(dòng)機(jī),尤其是要求快速響應(yīng)時(shí),伺服電動(dòng)機(jī)必須具有較高的可靠性和穩(wěn)定性,并且具有較大的短時(shí)過載能力。這是伺服電動(dòng)機(jī)在工業(yè)機(jī)器人中應(yīng)用的先決條件。
一、機(jī)器人對關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的主要要求規(guī)納如下
1.快速性
電動(dòng)機(jī)從獲得指令信號(hào)到完成指令所要求的工作狀態(tài)的時(shí)間應(yīng)短。響應(yīng)指令信號(hào)的時(shí)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(dòng)機(jī)的機(jī)電時(shí)間常數(shù)的大小來說明伺服電動(dòng)機(jī)快速響應(yīng)的性能。
2.起動(dòng)轉(zhuǎn)矩慣量比大
在驅(qū)動(dòng)負(fù)載的情況下,要求機(jī)器人的伺服電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小。
3.控制特性的連續(xù)性和直線性,隨著控制信號(hào)的變化,電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速能連續(xù)變化,有時(shí)還需轉(zhuǎn)速與控制信號(hào)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(yùn)行條件,可進(jìn)行十分頻繁的正反向和加減速運(yùn)行,并能在短時(shí)間內(nèi)承受過載。
目前,由于高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、大轉(zhuǎn)矩、低慣量的交、直流伺服電動(dòng)機(jī)在工業(yè)機(jī)器人中得到廣泛應(yīng)用,一般負(fù)載1000N(相當(dāng)100kgf)以下的工業(yè)機(jī)器人大多采用電伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。所采用的關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)主要是AC伺服電動(dòng)機(jī),步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和DC伺服電動(dòng)機(jī)。其中,交流伺服電動(dòng)機(jī)、直流伺服電動(dòng)機(jī)、直接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(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(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)多適用于對精度、速度要求不高的小型簡易機(jī)器人開環(huán)系統(tǒng)中。交流伺服電動(dòng)機(jī)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(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率范圍一般為0.1~10kW。工業(yè)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中所采用的電動(dòng)機(jī)。
工業(yè)機(jī)器人電動(dòng)伺服系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)為三個(gè)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(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家均開發(fā)出與交流伺服電動(dòng)機(jī)相適配的驅(qū)動(dòng)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(dòng)器,可通過對其內(nèi)部功能參數(shù)進(jìn)行人工設(shè)定而實(shí)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(bào)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(bǔ)償參數(shù)設(shè)置;
12.加減速時(shí)間設(shè)置等。