工業(yè)機(jī)器人的伺服電機(jī)如何頤養(yǎng)以及機(jī)器人中心部件伺服系統(tǒng)的解析
國(guó)度在工業(yè)范疇的一系列產(chǎn)業(yè)政策都盤(pán)繞著推進(jìn)先進(jìn)制造的數(shù)字智能化而展開(kāi)，進(jìn)而鼎力促使各大中型主干企業(yè)紛繁開(kāi)端了數(shù)字化的轉(zhuǎn)型晉級(jí)。所謂的數(shù)字化晉級(jí)，在硬件設(shè)備層面，實(shí)質(zhì)就是機(jī)電一體化的消費(fèi)形式，即工業(yè)自動(dòng)化。
工業(yè)機(jī)器人是工業(yè)自動(dòng)化消費(fèi)的根底設(shè)備，伺服控制系統(tǒng)是機(jī)器人的重要組成局部。
工業(yè)機(jī)器人要完成智能數(shù)字化的消費(fèi)制造任務(wù)，關(guān)鍵中心在于驅(qū)動(dòng)其學(xué)習(xí)和行動(dòng)的大腦：伺服控制系統(tǒng)。伺服控制系統(tǒng)是工業(yè)機(jī)器人完成工業(yè)自動(dòng)化的重要組成局部，是自動(dòng)化制造過(guò)程中完成準(zhǔn)確定位、精準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)的必要機(jī)構(gòu)。
在構(gòu)造組成方面，工業(yè)機(jī)器人的伺服控制系統(tǒng)由伺服驅(qū)動(dòng)控制器、伺服電機(jī)、減速機(jī)、反應(yīng)安裝（編碼器和傳感器）四大局部構(gòu)成。此根底上再深化進(jìn)化，比方要進(jìn)化到數(shù)字化智能制造，則還需與云AI（人工智能云）分離，經(jīng)過(guò)建構(gòu)大數(shù)據(jù)的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)化模型完成工業(yè)機(jī)器人的自學(xué)習(xí)進(jìn)化才能。
雖然運(yùn)用工業(yè)機(jī)器人不只僅在于替代人力，它或許能在將來(lái)具有強(qiáng)大的制造才能，但關(guān)于機(jī)器人制造商和機(jī)器人用戶而言，選擇適宜的伺服控制系統(tǒng)一直是一項(xiàng)困難的任務(wù)。在工業(yè)機(jī)器人的總制形成本中，伺服控制系統(tǒng)的本錢就高達(dá)70%之多（含減速機(jī)），而其本體及相關(guān)附件僅占30%不到，由此可見(jiàn)，伺服控制系統(tǒng)是完成機(jī)器人本體控制和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制的重要局部。
普通來(lái)說(shuō)，工業(yè)機(jī)器人的伺服控制系統(tǒng)包括信息信號(hào)安裝（如PLC工控或處置器或云AI）和傳感器、伺服控制器、伺服電機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)（減速機(jī)、執(zhí)行手臂、操作器等）。通常狀況下，機(jī)器人伺服控制系統(tǒng)是指應(yīng)用于多軸運(yùn)動(dòng)控制的精細(xì)伺服系統(tǒng)。
一個(gè)多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是由高階運(yùn)動(dòng)控制器與低階伺服驅(qū)動(dòng)器所組成，運(yùn)動(dòng)控制器擔(dān)任運(yùn)動(dòng)控制命令譯碼、各個(gè)位置控制軸彼此間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)、加減速輪廓控制等等，其主要作用在于降低整體系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制的途徑誤差;伺服驅(qū)動(dòng)器擔(dān)任伺服電機(jī)的位置控制，其主要作用在于降低伺服軸的跟隨誤差。
伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)出驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的源頭來(lái)自上層處置器（目的發(fā)作安裝，也能夠是PLC）或半閉式和全閉式的傳感系統(tǒng)。伺服電機(jī)能夠是異步電機(jī)也能夠是同步電機(jī)，詳細(xì)視運(yùn)用場(chǎng)景的功率而定；機(jī)械部件即為執(zhí)行機(jī)構(gòu)（減速機(jī)亦在其中），即在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下作出人類所需求的執(zhí)行動(dòng)作，如動(dòng)作的速度、位置精度、以及力度等等與減速機(jī)和伺服控制的算法關(guān)系親密。
簡(jiǎn)單地說(shuō)，伺服控制驅(qū)動(dòng)器是應(yīng)用各種電機(jī)產(chǎn)生的力矩和力，直接或間接地驅(qū)動(dòng)機(jī)器人本體以取得各種運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它具有轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比高、無(wú)電刷及換向火花等優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)器人中應(yīng)用普遍。
伺服控制系統(tǒng)的特性和請(qǐng)求
工業(yè)機(jī)器人的伺服控制系統(tǒng)與普通機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)有實(shí)質(zhì)上差異，它能依據(jù)指令信號(hào)準(zhǔn)確地控制執(zhí)行部件的運(yùn)動(dòng)速度、位置以及力矩，假如在伺服控制器上增加邊緣計(jì)算才能，則還會(huì)具有一定的檢測(cè)和學(xué)習(xí)才能。伺服控制系統(tǒng)是數(shù)控安裝和消費(fèi)機(jī)臺(tái)的聯(lián)絡(luò)環(huán)節(jié)，是數(shù)字化智能制造系統(tǒng)的重要組成，它具有以下特性：
1、必需具備高精度的傳感器，能精確地給出輸出量的電信號(hào)。
2、功率放大器以及控制系統(tǒng)都必需是可逆的。
3、足夠大的調(diào)速范圍及足夠強(qiáng)的低速帶載性能。
4、快速的響應(yīng)才能和較強(qiáng)的抗干擾才能。
5、功用可擴(kuò)展性，如協(xié)議兼容、智能進(jìn)化、饋?zhàn)兎错懙取?/p>
工業(yè)機(jī)器人對(duì)伺服電機(jī)的請(qǐng)求比其它局部都要高得多
首先請(qǐng)求伺服電機(jī)具有快速響應(yīng)性。電機(jī)從取得指令信號(hào)到完成指令所請(qǐng)求的工作狀態(tài)的時(shí)間應(yīng)短。響應(yīng)指令信號(hào)的時(shí)間愈短，電伺服系統(tǒng)的靈活性愈高，快速響應(yīng)性能愈好，普通是以伺服電機(jī)的機(jī)電時(shí)間常數(shù)的大小來(lái)闡明伺服電機(jī)快速響應(yīng)的性能。
其次，伺服電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩慣量比要大。在驅(qū)動(dòng)負(fù)載的狀況下，請(qǐng)求機(jī)器人的伺服電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小。
最后，伺服電機(jī)要具有控制特性的連續(xù)性和直線性，隨著控制信號(hào)的變化，電機(jī)的轉(zhuǎn)速能連續(xù)變化，有時(shí)還需轉(zhuǎn)速與控制信號(hào)成正比或近似成正比。
當(dāng)然，為了配合機(jī)器人的體形，伺服電機(jī)必需體積小、質(zhì)量小、軸向尺寸短。還要禁受得起苛刻的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，可停止非常頻繁的正反向和加減速運(yùn)轉(zhuǎn)，并能在短時(shí)間內(nèi)接受數(shù)倍過(guò)載。
工業(yè)機(jī)器人伺服控制系統(tǒng)的開(kāi)展趨向
隨著工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用越來(lái)越多，用戶對(duì)伺服控制驅(qū)動(dòng)技術(shù)的請(qǐng)求也越來(lái)越高?？偟膩?lái)說(shuō)，伺服系統(tǒng)的開(kāi)展趨向能夠概括為以下幾個(gè)方面：
集成化：伺服控制系統(tǒng)的輸出器件越來(lái)越多地采用開(kāi)關(guān)頻率很高的新型功率半導(dǎo)體器件如IGBT和DSP集成電路以及一些邊緣計(jì)算芯片等，這些器件將輸入隔離、能耗制動(dòng)、過(guò)溫、過(guò)壓、過(guò)流維護(hù)及毛病診斷等功用全部集成于一個(gè)不大的模塊之中，構(gòu)成高精度的全閉環(huán)調(diào)理系統(tǒng)。高度的集成化顯著地減少了整個(gè)控制系統(tǒng)的體積。
智能和網(wǎng)絡(luò)化：伺服控制系統(tǒng)的智能化，將來(lái)將趨向云端大數(shù)據(jù)計(jì)算的開(kāi)展，表如今以下幾個(gè)方面:系統(tǒng)的一切運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)都能夠經(jīng)過(guò)人機(jī)對(duì)話的方式由處置器來(lái)完成（遠(yuǎn)程在線編程）;它們具有毛病自診斷與剖析功用，參數(shù)自整定和自學(xué)習(xí)的功用；完成更牢靠、更穩(wěn)定的平安消費(fèi)預(yù)監(jiān)測(cè)體系和信息平安防護(hù)機(jī)制，這是傳統(tǒng)工業(yè)自動(dòng)化無(wú)法達(dá)成的任務(wù)。
聯(lián)機(jī)云端的大數(shù)據(jù)處置中心，能夠給予帶自整定功用的伺服單元停止云端仿真試運(yùn)轉(zhuǎn)（數(shù)字孕生技術(shù)），自動(dòng)與人類或周邊機(jī)器人完成其最優(yōu)化的協(xié)作，使得數(shù)字化智能工廠的產(chǎn)線消費(fèi)更平安。
簡(jiǎn)易化和節(jié)能：這里所說(shuō)的“簡(jiǎn)”不是簡(jiǎn)單而是精簡(jiǎn)，即依據(jù)企業(yè)用戶狀況，將用戶運(yùn)用的伺服功用予以強(qiáng)化，使之專而精，而將不運(yùn)用的一些功用予以精簡(jiǎn)，從而降低了伺服系統(tǒng)本錢，為客戶發(fā)明更多的收益。比方，伺服系統(tǒng)因無(wú)須象傳統(tǒng)液壓機(jī)電系統(tǒng)一樣處于全時(shí)的全功率運(yùn)轉(zhuǎn)，一是依據(jù)詳細(xì)的驅(qū)動(dòng)指令請(qǐng)求、輸出肯定數(shù)值的力矩動(dòng)作；二是在沒(méi)有驅(qū)動(dòng)指令時(shí)則沒(méi)有驅(qū)動(dòng)電流輸出；這樣就能夠大大儉省電力能耗的耗費(fèi)。通常，運(yùn)用伺服系統(tǒng)的數(shù)字化設(shè)備相對(duì)傳統(tǒng)的液壓驅(qū)動(dòng)設(shè)備，可節(jié)能30%-70%。國(guó)產(chǎn)伺服控制系統(tǒng)的市場(chǎng)現(xiàn)狀（以下數(shù)據(jù)和局部結(jié)論源自高工機(jī)器人研討所）
工業(yè)機(jī)器人用伺服系統(tǒng)作為機(jī)器人重要的中心零部件之一，隨著機(jī)器人市場(chǎng)前景看好，機(jī)器人用伺服系統(tǒng)將在交流伺服市場(chǎng)范圍比重中逐步上升。GGII估計(jì)，至2023年，機(jī)器人用伺服系統(tǒng)市場(chǎng)占比將提升至40%以上，市場(chǎng)范圍達(dá)41.0億元。
目前國(guó)內(nèi)主要的上市伺服廠商有新時(shí)達(dá)、華中數(shù)控、埃斯頓、雷賽智能等。
新時(shí)達(dá)
上海新時(shí)達(dá)電氣股份有限公司是專業(yè)研發(fā)作產(chǎn)銷售工業(yè)控制、傳動(dòng)控制、運(yùn)動(dòng)控制和機(jī)器人產(chǎn)品并效勞于全球的高新技術(shù)企業(yè)，創(chuàng)建于1995年。
自創(chuàng)建以來(lái)，新時(shí)達(dá)一直努力于產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化控制產(chǎn)物的研發(fā)、制造和銷售?；诒旧碓谶\(yùn)動(dòng)控制和驅(qū)動(dòng)范圍的研討成就，新時(shí)達(dá)肯定了運(yùn)動(dòng)控制和產(chǎn)業(yè)機(jī)器人的業(yè)務(wù)生長(zhǎng)傾向。機(jī)器人是產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化控制的最高端產(chǎn)物之一，是最具有代表性的 控制、驅(qū)動(dòng)、執(zhí)行一體化產(chǎn)物，新時(shí)達(dá)研發(fā)樂(lè)成基于以太網(wǎng)總線技術(shù)的高性能嵌入式運(yùn)動(dòng)控制器和伺服系統(tǒng)等為機(jī)器人產(chǎn)物的市場(chǎng)疾速推行提供了技術(shù)完成平臺(tái)。
華中數(shù)控
武漢華中數(shù)控股份有限公司創(chuàng)建于1994年，具有自主學(xué)問(wèn)產(chǎn)權(quán)的伺服驅(qū)動(dòng)和主軸驅(qū)動(dòng)安裝性能指標(biāo)到達(dá)國(guó)際先進(jìn)程度，自主研制的5軸聯(lián)動(dòng)高檔數(shù)控系統(tǒng)已有150多臺(tái)在汽車、能源、航空等范疇勝利應(yīng)用。公司研制的60多種專用數(shù)控系統(tǒng)，應(yīng)用于紡織機(jī)械、木工機(jī)械、玻璃機(jī)械、注塑機(jī)械以及雷達(dá)、火炮等武器配備。公司紅外熱像儀產(chǎn)品已普遍應(yīng)用于鋼鐵、能源、化工、醫(yī)療等行業(yè)。
埃斯頓
埃斯頓自動(dòng)化公司成立于1993年，是國(guó)內(nèi)高端智能機(jī)械配備及其中心控制和功用部件制造業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)之一。
產(chǎn)品包括金屬成型機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)、電液伺服系統(tǒng)、交流伺服系統(tǒng)和工業(yè)機(jī)器人等，伺服系統(tǒng)收入占總收入的40%左右，售后效勞方面具備一定的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)產(chǎn)品功用比擬豐厚。
雷賽智能
深圳市雷賽智能控制股份有限公司是智能配備運(yùn)動(dòng)控制范疇的知名品牌和行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)。2021年入選深圳市年度“專精特新”企業(yè)。
雷賽專注于運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的創(chuàng)新研發(fā)，依托“智能配備運(yùn)動(dòng)控制與應(yīng)用技術(shù)工程實(shí)驗(yàn)室”等多個(gè)政府支持的重點(diǎn)研發(fā)平臺(tái)，積極展開(kāi)運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品的各種行業(yè)研討與應(yīng)用，聚焦伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制卡、運(yùn)動(dòng)控制器等系列產(chǎn)品的研發(fā)，逐漸突破國(guó)外壟斷，填補(bǔ)了多項(xiàng)國(guó)內(nèi)行業(yè)空白。
ABB工業(yè)機(jī)器人伺服電機(jī)頤養(yǎng)辦法
1.操作環(huán)境有必要一直堅(jiān)持單調(diào)，伺服電機(jī)的外表有必要堅(jiān)持清潔，并且進(jìn)氣口不得被塵土，纖維等阻塞。
2.伺服電機(jī)的熱維護(hù)繼續(xù)作業(yè)時(shí)，應(yīng)查看是由于伺服電機(jī)缺陷或過(guò)載惹起的，或許維護(hù)設(shè)備的設(shè)定值能否過(guò)低。清掃缺陷后，即可投入作業(yè)。
3.保證伺服電機(jī)在作業(yè)期間光滑超卓。普通伺服電機(jī)作業(yè)約5000個(gè)小時(shí)，即有必要添加或交換光滑脂，假定軸承在作業(yè)過(guò)程中過(guò)熱或光滑變差，液壓有必要及時(shí)交換光滑脂。交換光滑脂時(shí)，請(qǐng)去除用過(guò)的光滑油，并用汽油清潔軸承油槽和軸承蓋，然后用ZL鋰基光滑脂填充軸承內(nèi)外圈之間空腔的1/2(對(duì)2極）及2/3(對(duì)4、6、8極)。
4.當(dāng)軸承壽數(shù)完畢時(shí)，工業(yè)機(jī)器人伺服電機(jī)的振蕩和噪聲將大大添加，請(qǐng)查看軸承的徑向游隙能否抵達(dá)以下值：
軸承需求交換
5.拆開(kāi)伺服電機(jī)時(shí)，可將轉(zhuǎn)子從軸的延伸端或未延伸端拉出。假定不需求卸下電扇，則更便當(dāng)?shù)貜姆禽S伸端卸下轉(zhuǎn)子。從定子上拆下轉(zhuǎn)子時(shí)，請(qǐng)避免損壞定子繞組或絕緣層。
6.交換繞組時(shí)，應(yīng)留心外形，規(guī)范，匝數(shù)，線規(guī)等。原始繞組的當(dāng)您丟掉此數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)請(qǐng)求制造商隨意更改原始規(guī)劃繞組。普通，工業(yè)機(jī)器人伺服電機(jī)或各種物品現(xiàn)已損壞，乃至變得無(wú)法運(yùn)用。
