工业机器人原理及应用详解 _机器人

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特别是像机器人末端执行器（手爪）应采用体积、质量尽可能小的电动机，下面我们一起来看看工业机器人的原理和应用详解。

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工业机器人原理及应用详解
1.机器人对关节驱动电机的主要要求如下
1.迅速
从获得命令信号到完成命令要求的工作状态的时间应该很短。指令信号的响应时间越短，电伺服系统的灵敏度越高，快速响应性能越好。通常，伺服电机的快速响应性能由伺服电机的机电时间常数来解释。
2.起动转矩惯性比大
驱动负载时，要求机器人的伺服电机具有较大的启动力矩和较小的转动惯量。
3.控制特性的连续性和线性。随着控制信号的变化，电机的转速可以连续变化，有时需要与控制信号成正比或近似成正比。
4.调速范围宽。
可用于1: 1000 ~ 10000的调速范围。
5.体积小，质量小，轴向尺寸短。
6.它能承受恶劣的工况，能前后跑，能频繁加减速，能在短时间内承受过载。
目前，由于工业机器人广泛采用高起动转矩、大扭矩、低惯性的交流和DC伺服电机，一般负载在1000牛以下(相当于100千牛)的工业机器人大多采用电动伺服驱动系统。采用的关节驱动电机主要有交流伺服电机、步进电机和DC伺服电机。其中，交流伺服电机、DC伺服电机和直接驱动电机(DD)均采用位置闭环控制，一般用于高精度、高速的机器人驱动系统。步进电机驱动系统大多适用于对精度和速度要求不高的小型简单机器人开环系统。交流伺服电机因其电子换向和无换向火花而广泛应用于易燃易爆环境。机器人关节驱动电机的功率范围一般为0.1 ~ 10 kW 。工业机器人驱动系统中的电机。

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其次，电机可以大致细分为以下几类:
1.交流伺服电机
包括同步交流伺服电机和无功步进电机。
2.DC伺服电机
包括小惯性永磁DC伺服电机、印刷绕组DC伺服电机、大惯性永磁DC伺服电机和空心杯电枢DC伺服电机。
3.步进电动机
包括永磁感应步进电机。
速度传感器大多使用测速发电机和旋转变压器。位置传感器采用光电编码器和旋转变压器。近年来，国外机器人制造商一直在使用集成光电编码器和旋转变压器功能的混合光电位置传感器。伺服电机、位置和速度检测器、制动器和减速器可以组成伺服电机驱动单元。
机器人驱动系统要求传动系统具有小间隙、高刚度、高输出扭矩和大减速比。
三、常用的减速机构
1.房车减速机构；
2.谐波减速机械；
3.摆线针轮减速机构:
4.行星齿轮减速机械；
5.无间隙减速机构；
6.蜗轮减速机构；
7.滚珠丝杠机构；
8.金属带/齿减速机构；
【工业机器人原理及应用详解】9.滚珠减速机构。
工业机器人电动伺服系统的总体结构是三闭环控制，即电流环、速度环和位置环。
目前，国外许多电机制造商已经开发出与交流伺服电机兼容的驱动产品。用户根据不同的功能选择不同的伺服控制方式。通常情况下，交流伺服驱动器可以通过手动设置其内部功能参数来实现以下功能:
1.位置控制模式；
2.速度控制模式；
3.扭矩控制模式；
4.位置和速度的混合方式；
5.位置和扭矩混合模式；
6.速度和扭矩混合模式；
7.扭矩极限；
8.位置偏差过大报警；
9.速度PID参数设置；
10.速度和加速度前馈参数设置；
11.零点漂移补偿参数的设置；
12.加速和减速时间设置等。