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工业机器人中的伺服电机

时间:2016-11-09 作者: 来源:上海金陵



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。伺服电机是工业机器人的动力系统,一般安装在机器人的“关节”处,是机器人运动的“心脏”。   

机器人的关节驱动离不开伺服系统,关节越多,机器人的柔性和精准度越高,所要使用的伺服电机的数量就越多。作为控制系统的执行元件,电动伺服驱动系统构成了工业机器人的三大核心部件之一。电动伺服驱动系统是利用各种电机产生的力矩和力,直接或间接地驱动机器人本体以获得机器人的各种运动的执行机构,通常由伺服电机以及伺服驱动器组成。除了可以进行速度与转矩控制外,伺服系统还可以进行精确、快速、稳定的位臵控制。   

机器人对关节驱动电机的要求非常严格,因而对电动伺服驱动系统的要求也很严格,主要有以下几个方面:   

1)快速响应性,电伺服系统的灵敏性愈高,快速响应性能愈好。

2)起动转矩惯量比大,在驱动负载的情况下,要求机器人的伺服电机的起动转矩大,转动惯量小。   

3)控制特性的连续性和直线性,随着控制信号的变化,电机的转速能连续变化,有时还需转速与控制信号成正比或近似成正比,调速范围宽,能使用于1:1000~10000的调速范围。   

4)体积小、质量小、轴向尺寸短,以配合机器人的体形。   

5)能经受得起苛刻的运行条件,可进行十分频繁的正反向和加减速运行,并能在短时间内承受数倍过载。交流伺服驱动器因其具有转矩转动惯量比高、无电刷及换向火花等优点,在工业机器人中得到广泛应用。弗徕威智能服务机器人   

Research and Markets发布了2015-2019年全球工业机器人伺服电机行业报告。报告显示,从2013年开始,中国成为世界最大的工业机器人市场,2014年的销量飙升到全球伺服电机销量的55%,共57,000台。随着产业升级,以及机器人取代人工劳动力需求的推动下,中国的工业机器人市场将继续快速增长,预计到2019年,中国市场对伺服电机的需求将达到182,000台。工业机器人的快速增长已经在一定程度上刺激了伺服电机市场的发展。按ResearchandMarkets的测算,90%的工业机器人使用伺服电机,同时,每个工业机器人装配的伺服电机都是平均量,那么2014年中国所增加的对伺服电机的需求在231,000台。而这个数字在2019年将有望达到737,000台。   

目前,在中国工业机器市场,85%的伺服电机是外资品牌,主流的供应商包括,日本松下、安川、三菱,以及欧洲和美国的伦茨和博世力士乐。其中,2015年,日系品牌占据了最大的中国市场份额——近50%。然而,中国本土企业,大多数仍处于研制试验阶段,几乎没有工业化的工业机器人伺服电机。为了扭转这一局面,中国也有少数公司,在最近几年不断突破技术瓶颈,加强产品研发和产业化项目的建设。






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