伺服电机(servo motor)是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性,可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降。
不仅要适应与机器人给定的小尺寸,伺服电机影响着机器人的手臂控制,被广泛应用在各个领域。因此是高性能高精度的数控机床、工业机器人使用的主要类型。所需要使用的伺服电机数量就越多。对于机器人制造商和机器人消费者而言,关节越多,选择合适的伺服电机始终是一项艰难的任务。而且伺服电机的外形越复杂,同时外形的复杂也使粉尘易于堆积。它是机器人外观的决定性因素之一。
如今一般伺服电机都追求高精度、高可靠性、高热容量、高刚度、轻量化和高响应性等性能。国际上主要伺服电机厂家的电机手册也一般会收录机械时间常数、电器时间常数、发热时间常数、转动惯量和过载运动能力等参数,这些都是伺服电机的主要参考指标。
越来越多的领域开始使用工业机器人代替人力。如位置、角度和线性运动,无刷直流电动机(BLDCM)因其控制简单、成本低廉、检测装置简单、系统实现相对容易,外形扁薄小巧美观。机器人的柔性和精准度越高,机器人的关节驱动离不开伺服系统,随着工业自动化的发展,它的性能差异将直接影响机器人的能力水平。机器人外观结构设计越困难,同步型交流伺服电动机中的三相永磁同步电动机(PM·SM)运行平稳、具有低速伺服性能,
伺服电机是一种常见的自动化机械元件,适用于有动力源、有一定精度要求的加工场景,如机床、印刷设备、包装设备、纺织设备、激光加工设备、机器人及自动化生产线。因为最初是应军事机械的要求而生,它的突出优点是高精度和高可靠性。
在谈及国产工业机器人时,一个常见的论调是“国产机器人三大核心部件——减速器、伺服电机、控制器——仍高度依赖进口产品,限制了本土机器人的发展”。什么是减速器,机器人网(此前已做过相关梳理,本文将重点介绍伺服电机及其市场概况,希望能给各位读者带来收获。如内容出现错误,欢迎留言指出,帮助小编继续学习。
伺服状态特性好。为机器人能稳定地进行操作,在伺服定位、电机堵转时仍能输出最大的力矩。
高的功率/体积比和高的功率/重量比。因为这些伺服控制电机通常装在机器人运动的关节上,为机器人的负载,所以要求重量轻、体积小。
电机转动的惯量要小,具有低的机械时间常数和电磁时间常数以及高的品质因数,即单位时间内可给出更大的瞬时功率。
全封闭式的构造。伺服电机做成封闭结构主要是为了适应多粉尘、
电机主要用于驱动机器人的关节,它被视为机器人的执行单元,是影响机器人工作性能的主要因素。在当前市场上,机器人常用的电机有微振动电机、伺服电机、直线电机、步进电机和直流减速电机,由于需要被安装在各关节上控制关节运动,判断电机好坏的标准是是否有最大功率质量比和扭矩惯量比、是否有高启动转矩及是否有低惯量和较宽广且平滑的调速范围。其中,伺服电机因为有较高的可靠性和较大的短时过载能力,能够配合机器人末端执行器(EOAT)一起工作,因此在工业机器人上应用广泛。