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星辰智能讲解机器人伺服电机的技术难点

time:2021-07-22    Author: Smart Star

       星辰智能小编讲解机器人伺服电机的性能要求主要包括以下几个方面:

  1.足够宽的速度范围,接近零速度可控。低速平稳运行,扭矩波动小。

  2.高功率/体积比和高功率/重量比。由于这些机器人伺服电机通常安装在机器人的关节上,是机器人的负载,因此要求重量轻、体积小。

  3.机器人伺服电机惯性小,机械时间常数、电磁时间常数低,品质因数高,即单位时间能给出更多的瞬时功率。

  4.良好的伺服状态特性。为了机器人稳定运行,在伺服定位和电机锁定时,它仍然可以输出最大扭矩。

        5.环境适应性强,输出电线电缆应柔软。

   6.易于维护,电机应有一定的容错能力和相关的保护设备。

   7.外观扁薄小巧美观。它是机器人外观的决定性因素之一,不仅需要适应给定的机器人小尺寸,而且伺服电机的形状越复杂,机器人的外观结构设计越困难,同时复杂的形状使得灰尘容易堆积。

  8.全封闭结构。伺服电机的封闭式结构主要是为了适应粉尘和腐蚀性物质较多的生产现场。

  随着电力电子技术的不断发展,功率半导体技术已经从整流二极管、晶闸管、GTO、GTR和P-MOSFET发展到IGBT和IPM。随着控制策略的不断完善,机器人伺服电机不再局限于低频低极数,而是可以随着应用场合灵活变化,以获得更好的性能和更低的价格。

  工作制度和发热

  工业机器人一般在频繁加速和启停的情况下运行。由于这种特殊的运行方式,机器人伺服电机在很大程度上受到温度的限制。不仅额定扭矩点的温度特性对机器人伺服电机很重要,整个工作空间的工作温度也是由加减速扭矩和维修扭矩的工作系统运行决定的。

  转动惯量

  机器人伺服电机的转动惯量是伺服驱动中一个非常重要的关键点。当机械系统加速运行时,机器人伺服电机不仅要给负载提供加速力矩,还要提供自身的加速力矩,因此机器人伺服电机的转动惯量与系统的转动惯量匹配非常重要。

  扭矩质量

  机器人伺服电机要求转矩平稳、转矩脉动小、转矩常数稳定。稳定的扭矩常数通常对机器人伺服电机的抗饱和能力要求较高,应仔细考虑铁损和摩擦损耗对扭矩常数的影响。一般需要合理精致的伺服电机电磁和结构设计来满足扭矩质量要求。高响应性

  机器人伺服电机系统追求高响应能力。影响伺服系统响应能力的因素一般包括电机惯性、减速比、加减速力矩、电机结构、控制策略等。高响应能力也与电机发热密切相关。

  磁钢退磁

  为了使机器人伺服电机具有高性能,目前广泛采用钕铁硼永磁体提供磁场,但其对温度敏感,在高温环境下容易发生不可逆退磁。机器人伺服电机需要较高的过载能力和较高的电枢反应,因此转子永磁体上感应的涡流损耗通常较大,永磁体容易发热,因此对机器人伺服电机的温度计算和永磁体保护要求较高。

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