核心技術(shù)缺失是中國制造業(yè)普遍存在的問題,在機器人產(chǎn)業(yè)尤其嚴重,三大核心零部件目前沒有一個能大規(guī)模取代外資品牌。其中,由于減速器的壟斷度非常高,技術(shù)難度也很大,業(yè)界和媒體的目光也更多地聚焦于此,反而忽視了發(fā)展得稍好,但其實仍有比較大差距的伺服電機…… 伺服電機作為控制系統(tǒng)中的執(zhí)行元件,是影響機器人工作性能的主要因素之一。機器人伺服系統(tǒng)由伺服電機、伺服驅(qū)動器、指令機構(gòu)三大部分構(gòu)成,伺服電機是執(zhí)行機構(gòu),就是靠它來實現(xiàn)運動的,伺服驅(qū)動器是伺服電機的功率電源,指令機構(gòu)是發(fā)脈沖或者給速度用于配合伺服驅(qū)動器正常工作的。 目前,國產(chǎn)伺服電機的現(xiàn)狀是,小的不小,大的不大!這個怎么理解呢?小功率伺服電機,小型化不行,普遍偏長,比如輕載機器人常用的200W和400W伺服電機,目前松下的A6、安川的Σ7電機短小精致。反觀國產(chǎn)伺服,普遍較長,外觀粗糙。這在一些高檔的應(yīng)用上不行,尤其是在輕載6kg左右的桌面型機器人上,由于機器人手臂的安裝空間非常狹小,對伺服電機的長度有嚴格要求。 伺服電機 伺服電機用于驅(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) 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。2015年,我國機器人用伺服系統(tǒng)市場規(guī)模約為10.6億元,到2020年市場規(guī)模將達47億元左右,未來五年復合增長率約為35%。機器人需求在全球范圍內(nèi)不斷擴大,而中國現(xiàn)在是全球增速最快的機器人市場。2013年至2016年,中國連續(xù)三年成為全球第一大工業(yè)機器人消費市場。IDC預(yù)測到2020年,中國機器人市場規(guī)模將達到594億美元,中國市場將占全球機器人市場總量的30%以上,市場空間巨大。機器人的高速增長將帶動伺服電機的巨大需求。機器人用伺服電機面臨挑戰(zhàn) 為了提高工業(yè)生產(chǎn)的靈活性,機器人正變得越來越輕,同時為了保證機器人的動態(tài)和精度,高功率密度伺服電機至關(guān)重要;在精加工作業(yè)領(lǐng)域,機器人甚至需要人手所具備的柔順性,要求電機能以“罐頭”大小實現(xiàn)高性能,提高生產(chǎn)質(zhì)量和效率并保證操作員安全;在醫(yī)用機器人領(lǐng)域,為了讓機器人幫助患者早日恢復健康,對電機穩(wěn)定性和可靠性提出了至高要求。聲明:本文為轉(zhuǎn)載類文章,如涉及版權(quán)問題,請及時聯(lián)系我們刪除(QQ: 229085487),不便之處,敬請諒解!