隨著工業(yè)自動化時代的到來,機(jī)器人被用來處理高精度、高質(zhì)量的生產(chǎn)工藝。作為工業(yè)機(jī)器人的核心驅(qū)動電機(jī),需要幾個參數(shù)來考慮手臂控制、位置、角度和線性運動。根據(jù)其操作模式、控制、使用的工具和要執(zhí)行的工作,它們需要廣泛的電機(jī)驅(qū)動運動。工業(yè)機(jī)器人電機(jī)應(yīng)該具有處理比普通電機(jī)更廣泛的任務(wù)的潛力,以便專注于特定任務(wù)。
工業(yè)機(jī)器人中使用的電機(jī)分別有交流 (AC) 電機(jī)、直流 (DC) 電機(jī)、伺服電機(jī)以及步進(jìn)電機(jī)。
1、交流電機(jī)可以進(jìn)一步細(xì)分為異步型和同步型。舉例來說,感應(yīng)交流電機(jī)是一種異步裝置,它主要由繞線定子和轉(zhuǎn)子組成??刂茩C(jī)械機(jī)器人的結(jié)構(gòu)才能執(zhí)行任務(wù)??刂茩C(jī)器人有感知、處理和動作三個不同的階段。傳感器向機(jī)器人提供有關(guān)其關(guān)節(jié)位置和末端執(zhí)行器的信息,然后這些信息被處理到控制單元,并計算出適當(dāng)?shù)男盘柦o機(jī)械運動的電機(jī)。絕大多數(shù)機(jī)器人使用電動機(jī)。便攜式機(jī)器人使用反復(fù)無刷和有刷直流電機(jī),工業(yè)機(jī)器人使用交流電機(jī)。這些電機(jī)更適用于負(fù)載較輕且主要運動形式為旋轉(zhuǎn)的系統(tǒng)。
2、許多工業(yè)應(yīng)用,包括機(jī)器人技術(shù),通常使用直流電機(jī),直流電機(jī)通常用于控制速度和方向。其速度范圍從全速到零速不等,并且有很大的負(fù)荷范圍。由于直流電機(jī)具有高轉(zhuǎn)矩慣量比,因此它們可以快速響應(yīng)控制信號的變化。工業(yè)機(jī)器人直流電機(jī)可以穩(wěn)定控制為零運動,在相反方向立即加速,不需要復(fù)雜的電源開關(guān)電路。永磁無刷直流電動機(jī)雖然在功耗和可靠性上具有優(yōu)勢,但與有刷電機(jī)相比要昂貴。
在沒有換向器的情況下,無刷電機(jī)可以比傳統(tǒng)的直流電機(jī)更有效地以更高的速度運行。大多數(shù)無刷直流電機(jī)以梯形交流波形運行,但有些電機(jī)以正弦波運行。正弦波驅(qū)動的無刷電機(jī)可以在較低的轉(zhuǎn)速下平穩(wěn)運行,轉(zhuǎn)矩脈動低,非常適合研磨、涂層和其他應(yīng)用,如表面處理。
3、采用數(shù)字控制器的閉環(huán)伺服電機(jī)。將速度指令傳給驅(qū)動放大器,再由驅(qū)動放大器驅(qū)動伺服電機(jī)。伺服電機(jī)能夠產(chǎn)生足夠的扭矩以將物體從停止位置快速移動。因此,它們被用作軍用和工業(yè)機(jī)器人車輛的輪子。步進(jìn)工業(yè)機(jī)器人電機(jī)也可用于控制位置,但即使在僅鎖定和保持指令位置的休息期間,它們也會消耗功率。因此,伺服電機(jī)通常用于工業(yè)機(jī)器人,作為步進(jìn)電機(jī)的高性能替代品。
4、步進(jìn)電機(jī)可無反饋運行,可將電機(jī)旋轉(zhuǎn)分解成小角步運動。它由脈沖指令信號控制,無需制動器或離合器組件即可在指令點精確停止。停電后,永磁步進(jìn)電動機(jī)通常會保持在最終位置。