隨著中國自動化步伐的加快,未來中國將成為超級機器人大國
,工業(yè)機器人需求量大大增長
。然而,在中國工業(yè)機器市場
,目前85%的
伺服電機是外資品牌
,而本土企業(yè),大多數仍處于研制試驗階段
,幾乎沒有工業(yè)化的工業(yè)機器人伺服
電機。
伺服電機一般安裝在機器人的“關節(jié)”處,機器人的關節(jié)驅動離不開伺服系統(tǒng)
,關節(jié)越多
,機器人的柔性和精準度越高
,所要使用的伺服電機的數量就越多。
機器人對關節(jié)驅動電機的要求非常嚴格
,因而對電動伺服驅動系的要求也很嚴格
,主要有以下幾個方面:
1、快速響應性
,電伺服系統(tǒng)的靈敏性愈高
,快速響應性能愈好;
2、起動轉矩慣量比大
,在驅動負載的情況下
,要求機器人的伺服電機的起動轉鉅大,轉動慣量小;
3
、控制特性的連續(xù)性和直線性
,隨著控制信號的變化,電機的轉速能連續(xù)變化
,有時還需轉速與控制信號成正比或近似成正比
,調速范圍寬,能使用1:1000~10000的調速范圍;
4
、體積小
、質量小、軸向尺寸短
,以配合機器人的體形;
5
、能經受得起苛刻的運行條件,可進行十分頻繁的正反向和加減速運行
。
另外
,由于國產伺服電機有待升級,導致國產機器人發(fā)展困難
。國產伺服電機目前的現狀是
,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
,目前多摩川的TBL-imiNI系列伺服微電機
、松下的A6、安川的Σ7電機短小精致
。
反觀國產伺服
,普遍較長,外觀粗糙
。這在一些高檔的應用上不行
,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
。
其次是信號接插件的可靠性一直飽受詬病
。國產伺服需要繼續(xù)改進,而且接插件的小型化
、高密度化也是趨勢
,與伺服電機本體的集成設計是個很好的做法,目前日系的伺服電機很多就是這樣設計的
,方便安裝
、調試、更換
。
伺服電機的另一個核心技術是高精度的編碼器
,尤其機器人上用的多圈絕對值編碼器,嚴重依賴進口
。沒有實現國產化,是制約我國高檔伺服系統(tǒng)發(fā)展的很大瓶頸
。編碼器的小型化也是伺服電機小型化繞不過去的核心技術
。縱觀日系伺服電機產品的更迭
,都是伴隨著電機磁路和編碼器的協同發(fā)展升級!
目前國內的伺服電機OEM廠家根據市場份額
,大多是仿制日系伺服電機設計,功率多在3kw以內
,以中小功率為多
。而5.5-15kw的中大功率伺服沒有,導致有些設備上的應用