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怡富数控:伺服在工业机器人技术中的运用

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#楼主# 2019-7-5

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  自2008年以来,工业机器人在中国的销量迅速放大,2012年销售量已经达到23000台。工业机器人保有量从2000年的3500台跃升至近10万台。这些增长需求主要来自于汽车、金属、电子和机械制造等行业。
  在所有应用领域中,工业机器人的渗透率还不足12%,市场需求潜力巨大,尤其在中国市场,随着制造成本增加、人口红利开始消退,以机器人替代人工的需求上升,将带动整个制造设备和技术升级。

  工业机器人的控制系统和自动化产品主要涉及伺服电机、减速机、控制器和传感器等。而伺服电机可以分为两大块,一块是电机本体,一块则是运动控制系统。

  电机

  电机用于驱动机器人的关节,要求是要有最大功率质量比和扭矩惯量比、高启动转矩、低惯量和较宽广且平滑的调速范围。特别是像机器人末端执行器(手爪)应采用体积、质量尽可能小的电动机,尤其是要求快速响应时,伺服电动机必须具有较高的可靠性,并且有较大的短时过载能力。

  目前,高启动转矩、大转矩、低惯量的交、直流伺服电动机在工业机器人中得到广泛的应用。

  伺服控制系统

  是一种以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统,例如数控机床、机器人等。使用在伺服系统中的驱动电机要求具有响应速度快、定位准确、转动惯量(使用在机电系统中的伺服电机的转动惯量)较大。为了能够和丝杠等机械部件直接相连,伺服电机有一种专门的小惯量电机,为了得到极高的响应速度。但这类电机的过载能力低,当使用在进给伺服系统中时,必须加减速装置。

工业机器人电动伺服系统的一般结构为三个闭环控制,即电流环、速度环和位置环。一般情况下,对于交流伺服驱动器,可通过对其内部功能参数进行人工设定而实现位置控制、速度控制、转矩控制等多种功能。

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