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        工業機器人通常使用什么微電機來進行驅動

        2022-02-21

        工業機器人通常使用什么微電機來進行驅動.jpg

            電機是能將電能轉化為機械能的機電設備,換句話來說,就是能產生旋轉力的裝置,也被稱為馬達。電機的工作原理主要是依靠磁場和電場的相互作用。在工業機器人的工作過程中,通過對電機的驅動來實現自由運動。因此,對工業機器人動作速度和精度的要求實際上就是對電機的響應速度和控制精度的要求。

            工業機器人每個關節處的電機都是用于驅動運動,為工業機器人的手臂提供了準確的角度。構建工業機器人的電機可以有很多不同類型,事實上,工業機器人中的電機選擇是構建工業機器人的一個重要方面。工業機器人中常用的電機類型有伺服電機、直流電機、步進電機、交流電機等。下面將先來了解一下工業機器人對電機的使用要求,再來簡單介紹一下工業機器人常用的電機類型。

        工業機器人對電機的使用要求

            1、良好的響應性能:應該要縮短電機從接收指令信號到完成指令所需的工作時間。電機伺服系統對指令信號的響應時間越短,其靈敏度就越高,快速響應性能也就越好。通常會用電機的機電時間常數來表示電機的快速響應性能。

            2、啟動轉矩慣量比大:啟動轉矩是在啟動時產生的一個比額定轉矩大1.7到2.2倍的轉矩,可以解決轉子的靜摩擦力和電機驅動負載時所產生的阻力。而轉動慣量指的是剛體圍繞軸旋轉時的慣性量,主要決定了電機的機械響應速度。在驅動負載的狀態下,工業機器人的電機的啟動轉矩要大,而轉動慣量要小。

            3、能實現控制的連續性和直線性:由于控制信號的變化,電機的旋轉速度可以連續性發生變化,有的時候還需要旋轉速度與控制信號成正比或者類似于成正比。

            4、速度范圍廣、經得起惡劣的運行條件:對于工業機器人來說,電機的速度范圍要在1:1000到10000之間。要經得起惡劣的運行條件,可以進行比較頻繁的正反轉和加減速操作,并且可以在較短的時間內承受過載。

        工業機器人常用的微電機類型

            1、伺服電機:伺服電機是在工業機器人中用來控制角度、線速度以及位置的另一個重要部件。微控制器發出的電信號決定了運動量,從而決定了伺服軸所需要的位置。伺服電機的位置通常由PWM信號來進行控制。伺服電機接收來自微控制器的PWM信號。伺服電機雖然是一種高速電機,但也會有一些缺點,那便是成本高且不能準確地進行控制旋轉。

            2、直流電機:直流電機是依靠直流電力進行運行的電機。它的工作原理是將一個載流導體放置在磁場中,受到的力使其相對于初始位置進行旋轉。實際上,直流電機是由提供磁通的勵磁繞組和充當導體的電樞所組成,一般可分為有刷直流電機和無刷直流電機,有刷直流電機是當前比較常用的電機,因為它們易于小型化,并且提供了良好的旋轉控制和高效率。另一方面,無刷直流電機具有維護方便、使用壽命長以及噪音低等優點,但它們要比有刷直流電機更加昂貴。

            3、步進電機:步進電機是所有電機中較為復雜的一種電機。簡而言之,電機是以度數為增量旋轉,并且是由脈沖控制的,根據制造商或者型號的不同,每個步驟的確切轉彎度數也會有所不同。步進電機主要有雙極和單極這兩種類型,雙極型是有兩個線圈的電機,而單極型是兩個帶有中心抽頭線圈的電機。與直流電機不同,步進電機的轉矩是隨速度而降低的。

            4、交流電機:交流電機是由交流電流驅動的,當線圈在磁鐵兩極之間旋轉時,它會斷開磁力線,產生交流電流,交流電流可以通過導線進行長時間的傳輸。交流電機又可分為異步和同步這兩種類型,異步型基本上是由繞線定子和轉子組成,電源連接到電線,電流在線圈中感應到電磁場,足夠強的電磁場為轉子運動提供了動力。同步型是一種與交流線路頻率同步運行的恒速電機,通常被用于需要準確恒速的地方。


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