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伺服电机是国产工业机器人的痛点

文章来源:台湾PVP 作者:伺服电机座 发布时间:2017-06-13 浏览次数:

随着中国自动化步伐的加快,未来中国将成为超级机器人大国,工业机器人需求量大大增长。然而,在中国工业机器市场,目前85%的伺服电机是外资品牌,而本土企业,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

伺服电机一般安装在机器人的“关节”处,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。

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钜大,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。

另外,由于国产伺服电机有待升级,导致国产机器人发展困难。国产伺服电机目前的现状是,小的不小,大的不大!这个怎么理解呢?小功率伺服电机,小型化不行,普遍偏长,比如轻载机器人常用的200W和400W伺服电机,目前多摩川的TBL-imiNI系列伺服微电机、松下的A6、安川的Σ7电机短小精致。

反观国产伺服,普遍较长,外观粗糙。这在一些高档的应用上不行,尤其是在轻载6kg左右的桌面型机器人上,由于机器人手臂的安装空间非常狭小,对伺服电机的长度有严格要求。

其次是信号接插件的可靠性一直饱受诟病。国产伺服需要继续改进,而且接插件的小型化、高密度化也是趋势,与伺服电机本体的集成设计是个很好的做法,目前日系的伺服电机很多就是这样设计的,方便安装、调试、更换。

伺服电机的另一个核心技术是高精度的编码器,尤其机器人上用的多圈绝对值编码器,严重依赖进口。没有实现国产化,是制约我国高档伺服系统发展的很大瓶颈。编码器的小型化也是伺服电机小型化绕不过去的核心技术。纵观日系伺服电机产品的更迭,都是伴随着电机磁路和编码器的协同发展升级!

目前国内的伺服电机OEM厂家根据市场份额,大多是仿制日系伺服电机设计,功率多在3kw以内,以中小功率为多。而5.5-15kw的中大功率伺服没有,导致有些设备上的应用,由于没有一台大功率的伺服电机和驱动配套,而被迫放弃掉整个系统。



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