机器人对伺服电机和伺服驱动器的要求

vaneautomation

机器人电动伺服驱动系统是利用各种电动机产生的力矩和力，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。

系统组合与产品要求

伺服电机

作为工业机器人必不可少的关键零部件——伺服系统是以变频技术基础发展起来的产品，它通常由伺服电机以及伺服驱动器组成。伺服系统除了可以进行速度与转矩控制外，还可以进行精确、快速、稳定的位置控制。

机器人电动伺服驱动系统是利用各种电动机产生的力矩和力，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。

对工业机器人关节驱动的电动机，要求有最大功率质量比和扭矩惯量比、高起动转矩、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，伺服电机必须具有较高的可靠性和稳定性，并且具有较大的短时过载能力。这是伺服电机在工业机器人中应用的先决条件。

机器人对关节驱动电机的要求非常严格，首先就是快速响应性。电动机从获得指令信号到完成指令所要求的工作状态的时间应短。响应指令信号的时间愈短，电伺服系统的灵敏性愈高，快速响应性能愈好，一般是以伺服电动机的机电时间常数的大小来说明伺服电动机快速响应的性能。其次，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。第三，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。随后，调速范围宽。能使用于1：1000～10000的调速范围。当然，为了配合机器人的体形，伺服电机必须体积小、质量小、轴向尺寸短。最后就是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。

伺服驱动器

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。一般情况下，同步式交流伺服驱动器通常采用电流型脉宽调制（PWM）相逆变器和具有电流环为内环、速度环为外环的多闭环控制系统，以实现对三相永磁同步伺服电机的电流控制。