伺服在工業(yè)機器人技術(shù)中的運用

自2008年以來，工業(yè)機器人在中國的銷量迅速放大，2012年銷售量已經(jīng)達到23000臺。工業(yè)機器人保有量從2000年的3500臺躍升至近10萬臺。這些增長需求主要來自于汽車、金屬、電子和機械制造等行業(yè)。

ABB精密組裝中心運營經(jīng)理遲永琳表示：“在所有應(yīng)用領(lǐng)域中，工業(yè)機器人的滲透率還不足12%，市場需求潛力巨大，尤其在中國市場，隨著制造成本增加、人口紅利開始消退，以機器人替代人工的需求上升，將帶動整個制造設(shè)備和技術(shù)升級。”

機器人產(chǎn)業(yè)的增長如火如荼，遍地開花，大量機床廠家、伺服廠家和其他有條件的企業(yè)都紛紛轉(zhuǎn)向機器人市場。為何機床廠家和伺服廠家如此積極轉(zhuǎn)型研發(fā)機器人?工業(yè)機器人有4大組成部分，分別為本體，伺服，減速器和控制器。其中伺服和控制器都是機床廠家所擅長的，因此大量機床廠商選擇機器人作為產(chǎn)品轉(zhuǎn)型升級的方向。 工業(yè)機器人的控制系統(tǒng)和自動化產(chǎn)品主要涉及伺服電機、減速機、控制器和傳感器等。而伺服電機可以分為兩大塊，一塊是電機本體，一塊則是運動控制系統(tǒng)。

電機

電機用于驅(qū)動機器人的關(guān)節(jié)，要求是要有最大功率質(zhì)量比和扭矩慣量比、高啟動轉(zhuǎn)矩、低慣量和較寬廣且平滑的調(diào)速范圍。特別是像機器人末端執(zhí)行器(手爪)應(yīng)采用體積、質(zhì)量盡可能小的電動機，尤其是要求快速響應(yīng)時，伺服電動機必須具有較高的可靠性，并且有較大的短時過載能力。

目前，高啟動轉(zhuǎn)矩、大轉(zhuǎn)矩、低慣量的交、直流伺服電動機在工業(yè)機器人中得到廣泛的應(yīng)用。

伺服控制系統(tǒng)

是一種以機械位置或角度作為控制對象的自動控制系統(tǒng)，例如數(shù)控機床、機器人等。使用在伺服系統(tǒng)中的驅(qū)動電機要求具有響應(yīng)速度快、定位準確、轉(zhuǎn)動慣量(使用在機電系統(tǒng)中的伺服電機的轉(zhuǎn)動慣量)較大。為了能夠和絲杠等機械部件直接相連，伺服電機有一種專門的小慣量電機，為了得到極高的響應(yīng)速度。但這類電機的過載能力低，當使用在進給伺服系統(tǒng)中時，必須加減速裝置。

工業(yè)機器人電動伺服系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)為三個閉環(huán)控制，即電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)。一般情況下，對于交流伺服驅(qū)動器，可通過對其內(nèi)部功能參數(shù)進行人工設(shè)定而實現(xiàn)位置控制、速度控制、轉(zhuǎn)矩控制等多種功能。(end)