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淺析如何有效提高機(jī)器人伺服電機(jī)的過載能力

  OFweek機(jī)器人網(wǎng)訊:說起對工業(yè)機(jī)器人的性能要求,無非就是“快、準(zhǔn)、狠”三字。其實(shí)這也就是對機(jī)器人關(guān)節(jié)伺服電機(jī)的要求,今天我們就來拆解一下這三字背后的含義。
  其中“快”、“準(zhǔn)”的意思大家都非常好了解,就是要求伺服電機(jī)的響應(yīng)速度要快,控制精度要高。而“狠”字又怎么解呢?其實(shí)大家仔細(xì)想想,伺服電機(jī)除了又快又準(zhǔn)外,我們對它的余下要求就是過載能力強(qiáng),即“狠”了。

  1.1為什么伺服電機(jī)要求過載能力強(qiáng)?
  由于伺服電機(jī)在機(jī)器人上主要用于驅(qū)動關(guān)節(jié)的運(yùn)動,因此它需要進(jìn)行頻繁正反轉(zhuǎn)短時運(yùn)行。而在這種頻繁正反轉(zhuǎn),而且又帶著一定慣量的負(fù)載,還要求控制速度非??斓那闆r下,對伺服電機(jī)的過載能力(過載扭矩、過載電流)要求是非常高的。

  由上述公式可知,實(shí)際伺服電機(jī)在帶載啟動時,除了加載的扭矩Tload和摩擦系數(shù)Kn外,還會因?yàn)樨?fù)載慣量J和角加速度dω/dt的影響導(dǎo)致啟動扭矩變大。特別是電機(jī)加速得越快,dω/dt越大,J不變,Te就越大,伺服電機(jī)的扭矩過載能力就必須越強(qiáng)。
  1.2如何測量伺服電機(jī)過載能力?
  大家都知道要用測功機(jī)來測量電機(jī)的扭矩-轉(zhuǎn)速曲線,從而獲取電機(jī)的扭矩輸出性能。但這里有個問題,就是扭矩-轉(zhuǎn)速曲線所反映的,是電機(jī)在恒轉(zhuǎn)速下的扭矩輸出能力,并不能反映伺服電機(jī)的過載能力。而往往伺服電機(jī)的運(yùn)行,連續(xù)運(yùn)行時輸出的力并不大,只是啟動和制動時的大,如果依據(jù)扭矩-轉(zhuǎn)速曲線來做電機(jī)選型,將會嚴(yán)重放大選型電機(jī)的功率。
  因此,要測伺服電機(jī)的瞬時過載扭矩,還是需要測量電機(jī)的動態(tài)扭矩曲線。特別對于伺服驅(qū)動器設(shè)計來說,還必須同時測量電機(jī)的輸入動態(tài)電流曲線,且電流曲線和扭矩曲線必須同步,才能準(zhǔn)確捕捉到伺服電機(jī)的過載能力特性。
  1.3伺服電機(jī)過載測試解決方案

  針對測功機(jī)無法做動態(tài)扭矩曲線測試這一難題,致遠(yuǎn)電子基于十幾年來的數(shù)據(jù)采集技術(shù)經(jīng)驗(yàn),推出MPT電機(jī)測試系統(tǒng),為用戶提供電機(jī)動態(tài)波形同步采集的解決方案。MPT電機(jī)測試系統(tǒng)針對伺服電機(jī)的動態(tài)曲線測量,可提供以下特點(diǎn):
  1、1kSa/s以上的轉(zhuǎn)矩數(shù)據(jù)記錄及波形描繪能力,準(zhǔn)確分析伺服電機(jī)的峰值過載性能;
  2、可提供最高0.01%的電參數(shù)測量精度,最高0.05%的扭矩測量精度;
  3、多通道同步采樣技術(shù),支持電機(jī)的轉(zhuǎn)速、扭矩、電壓、電流等參數(shù)的實(shí)時同步波形記錄,為電機(jī)特性數(shù)據(jù)分析提供有力的依據(jù)。

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