工业机器人用电机驱动系统
电机在工业机器人中的应用有哪些特点
电机在工业机器人中的应用有哪些特点工业机器人作为现代制造业中的重要力量，在提高生产效率、保证产品质量、降低劳动强度等方面发挥着关键作用。
而电机作为工业机器人的核心驱动部件，其性能和特点直接影响着机器人的工作表现。
下面我们就来详细探讨一下电机在工业机器人中的应用特点。
一、高精度和高准确性在工业机器人的操作中，精度和准确性是至关重要的。
例如，在汽车生产线上进行零部件的装配，或者在电子设备制造中进行微小元件的安装，哪怕是微小的误差都可能导致产品质量下降甚至废品的产生。
为了实现这样的高精度操作，所采用的电机必须具备出色的定位精度和重复定位精度。
直流无刷电机和交流伺服电机在这方面表现出色。
它们能够通过精确的控制算法，实现对电机转速和位置的高精度控制。
通常，这些电机的定位精度可以达到微米级别，重复定位精度更是能够达到极高的水平，从而满足工业机器人在各种精密操作中的需求。
二、高速度和高加速度工业生产中，时间就是金钱。
为了提高生产效率，工业机器人需要能够快速地完成各种动作。
这就要求电机能够提供高速度和高加速度。
例如，在搬运重物的工业机器人中，为了在短时间内将物体从一个位置移动到另一个位置，电机需要能够迅速加速到较高的速度，并在到达目的地时快速减速停止。
高性能的电机能够在短时间内产生巨大的扭矩，实现快速的加速和减速，从而大大缩短机器人的工作周期，提高生产效率。
三、高扭矩输出工业机器人在执行任务时，常常需要克服较大的负载和阻力。
比如，在进行金属加工时，机器人的手臂需要承受切削力；在搬运重物时，需要克服物体的重力。
因此，电机必须能够提供足够大的扭矩输出，以确保机器人能够顺利完成工作。
为了实现高扭矩输出，电机的设计和制造采用了一系列技术手段。
例如，增加电机的磁极对数、优化电机的磁路设计、使用高性能的磁性材料等。
此外，通过合理的传动系统设计，如采用减速机等，可以将电机的输出扭矩进一步放大，满足工业机器人在不同应用场景下的扭矩需求。
工业机器人的驱动方式
工业的驱动方式
1. 介绍
工业是一种能够自主执行任务的可编程设备，广泛应用于制造和生产领域。
其驱动方式决定了在运行过程中所使用的能源类型以及控制方法。
2. 驱动系统分类
2.1 电气驱动系统
- 直流电机：采用直流电源供给，并通过调节转子磁场实现速度和位置控制。
- 步进电机：根据输入脉冲信号进行精确步长移动，适合需要高精度定位操作。
- AC伺服电机：利用交变频率来改变旋转速度并提供更好的负载承受力。
2.2 液压/气压驱动系统
- 液压传感技术: 利用液体（通常为油）作为媒介，在活塞或缸筒之间施加力量来推送部件运行。
- 气压试验台: 使用空气或其他非腐蚀性、无毒害物质将线性运输装置带到目标位置上去.
3. 控制方法
3 .1 开环控制：
在开环控制下, 系统输出不会影响到控制器的输入。
这种方法简单且成本较低，但对于精确度要求高的应用不太适合。
3.2 闭环控制：
在闭环控制下, 系统输出会通过传感器反馈给控制器进行调整和校正。
这种方法可以提供更好的稳定性和准确性。
4. 驱动方式选择因素
- 负载能力：机械臂所需承受负荷大小。
- 运行速度：工作任务需要多快完成。
- 定位精度: 工业在执行操作时所需达到的位置准确程度.
5. 法律名词及注释
- 相关附件:
1、驱动系统技术规格表
2、电气/液压/气压部件清单
以上是有关工业驱动方式详细介绍，请参考使用。
简述工业机器人驱控一体化系统的构成
简述工业机器人驱控一体化系统的构成工业机器人驱控一体化系统是当前技术发展的一个重要方向，主要用于实现自动化生产，广泛应用于工厂汽车制造等行业中。
它是由若干部件组成的，包括机器人驱动系统、机器人传动系统、控制系统和工具系统。
本文将详细介绍这些部件的设计原理、功能特点和应用方式。
一、机器人驱动系统机器人驱动系统是工业机器人最基本的部件，主要实现机器人运动控制，并基于传统的电机驱动技术。
它的功能是向机器人输入命令，控制机器人的运行状态，以实现特定的工作任务。
按照电机驱动方式，机器人驱动系统可以分为触点式电机驱动系统、分循环电机驱动系统和传统电机驱动系统。
触点式电机驱动系统是通过控制继电器来控制电机的输出力矩，具有快速响应和较高的精度；分循环电机驱动系统采用多通道加工技术，可以同时控制多个电机；传统电机驱动系统则使用传动装置，如滑轮、减速机、带轮等来控制电机的转速和扭矩。
二、机器人传动系统机器人传动系统是工业机器人的核心组件，主要用于实现机器人的精确运动控制，它的设计主要包括传动装置及控制装置。
传动装置主要有电机、轴、减速机、传动链、带轮等，根据机器人的工作要求，可以组合使用不同类型的传动装置，实现不同工作任务的完成。
控制装置主要使用传感器、控制器等电子设备，用于控制传动装置的运行，实现机器人运动控制目标。
三、控制系统控制系统是工业机器人的重要部件，它可以按照预设的要求，调整机器人的运动参数，实现机器人的精确运动控制。
控制系统的设计主要有两个方面：一是硬件设计，一般使用微处理器或模拟集成电路来控制机器人的运动参数，实现机器人高效率的运行；二是软件设计，可以使用各种软件语言来编写程序，控制机器人的每一步动作，实现机器人的精确运动控制。
最后，需要说明的是，工业机器人系统的设计不仅仅要考虑传动和控制系统的组合，还要注意机器人的外形和抗腐蚀性。
机器人的外形要求低噪音、低振动、低噪声，抗腐蚀性要求能够长期在各种恶劣环境中安全运行。
工业机器人的基本结构
工业机器人的基本结构工业机器人是一种用于自动化生产的机器人系统，它具有复杂的结构和多样的功能。
下面将介绍工业机器人的基本结构。
工业机器人主要由机械结构、传感器、控制系统和执行器四个主要部分组成。
一、机械结构工业机器人的机械结构是机器人的骨架，它决定了机器人的外形和运动能力。
机械结构包括机器人的机身、关节、连杆、末端执行器等部分。
1. 机身：机身是机器人的主体部分，承载着各个关节和执行器。
一般采用铝合金、钢材或碳纤维等材料制作，具有较强的刚性和轻量化特性。
2. 关节：关节是连接机身和连杆的部分，用于实现机器人的运动。
根据运动方式的不同，关节可以分为旋转关节和直线关节。
旋转关节可以使机器人在水平方向上旋转，而直线关节可以使机器人在垂直方向上进行上下运动。
3. 连杆：连杆是连接关节和末端执行器的部分，它们通过关节的旋转和直线运动，使机器人能够完成各种复杂的任务。
连杆一般采用铝合金或钢材制作，具有一定的刚性和强度。
4. 末端执行器：末端执行器是机器人的“手”，用于实现机器人的具体操作。
常见的末端执行器包括夹爪、焊枪、刀具等，不同的末端执行器适用于不同的工作任务。
二、传感器传感器是工业机器人的感知器官，用于获取周围环境的信息，帮助机器人做出相应的动作。
常见的传感器包括视觉传感器、力传感器、位置传感器等。
1. 视觉传感器：视觉传感器可以通过拍摄和分析图像，实现对物体的识别、定位和测量。
它可以帮助机器人在不同的工作环境中准确定位和操作物体。
2. 力传感器：力传感器可以测量机器人施加在物体上的力和力矩，帮助机器人控制力的大小和方向，实现精确的操作和装配。
3. 位置传感器：位置传感器可以测量机器人各个关节的位置和姿态，提供给控制系统进行运动控制。
常见的位置传感器有编码器、陀螺仪等。
三、控制系统控制系统是工业机器人的大脑，负责对机器人进行运动控制和任务规划。
它由硬件和软件两部分组成。
1. 硬件：硬件部分包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出接口等。
工业机器人组成结构
工业机器人组成结构工业机器人是一种用于自动化生产的机器，它能够完成人类在生产线上的工作任务。
工业机器人的组成结构是多样的，下面将从机械结构、电气控制和软件系统三个方面来介绍工业机器人的组成结构。
一、机械结构工业机器人的机械结构是支持其运动和操作的基础。
通常，它由底座、臂架、关节、末端执行器等部分组成。
1. 底座：底座是机器人的基础，通常由铸铁或钢板制成，具有足够的强度和稳定性。
底座上通常安装有电机和减速器，用于提供机器人的旋转运动。
2. 臂架：臂架是机器人的主体结构，通常由铝合金或碳纤维等材料制成，具有轻量化和高强度的特点。
臂架上的关节连接着各个运动部件，使机器人能够进行多轴运动。
3. 关节：关节是机器人的运动部件，通常由电动机、减速器和编码器等组成。
关节能够提供机器人的转动和抬升等运动，使机器人能够灵活地完成各种工作任务。
4. 末端执行器：末端执行器是机器人的工作部件，通常根据需要选择不同的执行器，如夹爪、吸盘、焊枪等。
末端执行器能够完成机器人的具体操作任务，如抓取、装配、焊接等。
二、电气控制电气控制是机器人的神经系统，负责控制机器人的运动和操作。
它由电机驱动系统、传感器系统和控制器等组成。
1. 电机驱动系统：电机驱动系统是机器人的动力源，通常由伺服电机和伺服驱动器等组成。
电机驱动系统能够提供机器人的运动能力，使机器人能够精确地控制运动轨迹和速度。
2. 传感器系统：传感器系统能够感知机器人周围的环境和工件信息，通常包括视觉传感器、力传感器、接近开关等。
传感器系统能够为机器人提供反馈信号，使机器人能够根据实际情况进行调整和控制。
3. 控制器：控制器是机器人的大脑，负责整个系统的协调和控制。
控制器通常由工控机或嵌入式控制器组成，可以通过编程来实现机器人的自动化控制和任务规划。
三、软件系统软件系统是机器人的智能核心，负责实现机器人的智能化和自主性。
它由操作系统、控制算法和应用软件等组成。
1. 操作系统：操作系统是机器人的基础软件平台，通常采用实时操作系统（RTOS），如VxWorks、RobotWare等。
工业机器人驱动传动及传感系统组成
2.3.5 接近开关
接近开关也叫近接开关，又称无触点行程开关，它除可以完成行程控 制和限位保护外，还是一种非接触型的检测装置，用作检测零件尺寸和测 速等，也可用于变频计数器、变频脉冲发生器、液面控制和加工程序的自 动衔接等。它是一种非接触传感器。是用来代替传统的微动开关等机械式 触觉传感器的。由于接近开关不需要接触被测物体，所以其特点有工作可 靠、寿命长、功耗低、复定位精度高、操作频率高以及适应恶劣的工作环 境等。
运行性能不同： 步进电机的控制为开环控制，启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵
转的现象，停止时转速过高易出现过冲的现象，所以为保证其控制精度，应 处理好升、降速问题。交流伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机 编码器反馈信号进行采样，内部构成位置环和速度环，一般不会出现步进电 机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可靠。
绝对式编码器的工作原理如下图所示。左图示意了从发光管经过分光滤 镜等光学组件，通过编码盘的透射光被光学敏感器件检测到的原理。右图是 一个8位（256点分辨率）绝对式编码盘的示意图。编码盘具有8个同心圆，分 别代表8个有效位。黑色表示不透光，白色表示透光。发光管发出的光线经过 分光组件后变成8组平行光，穿过编码盘的光投射到光学敏感器件上就可以得 到编码盘当前的角度信息。
2.2.3 行星减速器
行星减速器，是比较典型的减速器之一，相对尺寸较小，容易获得大的 速比。特点是低噪音、高精度、安装简单效率高。
行星式齿轮减速机的传动机构是齿轮，其结构简图很简单，有一大一小 两个圆，两圆同心，在两圆之间的环形部分有另外三个小圆，所有的圆中最 大的一个是内齿环，其他四个小圆都是齿轮，中间那个叫太阳轮，另外三个 小圆叫行星轮，如图所示。电机带动减速机的太阳轮，太阳轮再驱动支撑在 内齿环上的行星轮，行星轮通过其与外齿环的啮合传动，驱动与外齿环相连 的输出轴，就达到了减速的目的，减速比与齿轮系的规格有关。
工业机器人常用电机驱动系统的分类与要求
工业机器人常用电机驱动系统的分类与要求随着科技发展的进步，工业机器人已经成为工业生产中不可或缺的一部分。
而工业机器人的运动主要依靠电机驱动系统来实现。
电机驱动系统的分类与要求对于工业机器人的运动性能和控制精度至关重要。
本文将对工业机器人常用的电机驱动系统进行分类与要求的介绍。
根据电机驱动系统所采用的控制方式的不同，可以将工业机器人的电机驱动系统分为直接驱动系统和间接驱动系统两种类型。
直接驱动系统是指电机直接连接到机器人的联轴器或关节，通过电机的转动直接驱动机械臂进行运动。
直接驱动系统具有结构简单、动态响应快、功率传递效率高等优点。
常用的直接驱动系统电机包括直流无刷电机、交流无刷电机和步进电机。
直流无刷电机是直接驱动系统中常用的一种电机类型。
它采用电子换向技术代替了传统的机械换向，具有结构简单、噪音低、转矩稳定等优点。
直流无刷电机在工业机器人中主要用于关节驱动，要求具备较高的控制精度和动态响应能力。
交流无刷电机是一种结构简单、功率密度高的电机，广泛应用于工业机器人的关节驱动系统中。
它具有高速高效、转矩平稳等优点，可以用于实现机械臂的快速准确的运动。
步进电机是一种以固定角度或步距旋转的电机，它具有定位精度高、控制简单、结构简洁等特点。
步进电机常用于需要较高定位精度的工业机器人应用中，如精密装配、液晶面板制造等领域。
间接驱动系统是指电机通过一系列的传动装置（如减速器、传动带等）驱动机械臂的运动。
这种驱动系统可以通过不同的传动机构来实现不同的运动轨迹和速度。
减速器是间接驱动系统中最常用的传动装置。
它可以将电机的高速低扭力输出转换为机械臂所需的低速高扭力输出，从而实现机械臂的精准控制。
减速器的种类繁多，如行星减速器、圆柱齿轮减速器等，不同的减速器适用于不同的机器人应用场景。
除了直接驱动系统和间接驱动系统的分类外，工业机器人的电机驱动系统在实际应用中还有一些共同的要求。
首先是控制精度要求。
工业机器人的控制精度直接关系到其工作的准确性和稳定性。
工业机器人的驱动系统分类及特点
工业机器人的驱动系统分类及特点
液压驱动系统是利用液体的流动和液压元件的作用实现机器人的运动。
其特点是具有较大的推力和扭矩输出，适用于重型机械臂和需要高负载、
高速度运动的场景。
液压驱动系统的优点是工作平稳，噪音小，可靠性高，但其缺点是驱动精度相对较低，成本较高。
电动驱动系统是通过电动机驱动机器人的运动。
常用的电动机包括直
流电动机、交流电动机和步进电动机等。
电动驱动系统的特点是具有较高
的驱动精度和较好的响应性能，适用于需要高精度和灵活性的场景。
电动
驱动系统的优点是体积小，重量轻，能耗低，但其缺点是输出力较小，不
适用于高负载场景。
气动驱动系统是利用气体的压缩和释放来实现机器人的运动。
其特点
是具有快速动作和较大的力矩输出，适用于需要轻量化和快速运动的场景。
气动驱动系统的优点是成本低，可靠性高，但其缺点是运动精度较低，噪
音较大，能耗较高。
除了以上三种主要的驱动系统，还有一些其他新兴的驱动技术在工业
机器人中得到应用，如直线电动机驱动系统、磁悬浮驱动系统等。
这些驱
动技术具有更高的驱动精度和响应速度，能够实现更复杂的运动轨迹和操
作方式。
综上所述，不同的驱动系统适用于不同的工业机器人应用场景。
液压
驱动系统适用于重型和高负载机器人，电动驱动系统适用于需要高精度和
灵活性的场景，气动驱动系统适用于轻量化和快速运动的场景。
随着技术
的不断发展和创新，将有更多新型的驱动系统被应用于工业机器人中，进
一步提升其性能和应用范围。
工业机器人电动驱动系统
工业机器人电动驱动系统工业机器人在现代制造业中起着至关重要的作用。
为了满足不断增长的需求，机器人技术也在不断发展和进步。
其中，电动驱动系统是工业机器人的关键组成部分之一。
本文将重点介绍工业机器人电动驱动系统的原理和应用。
一、电动驱动系统的概述电动驱动系统是工业机器人实现运动和执行任务的核心技术。
其由多个部件组成，包括电机、传感器、控制器、减速器等。
电机通过接收控制器发送的信号，转化为机械能，推动机器人实现各种运动。
传感器用于感知环境变化，提供反馈信号，使机器人能够根据周围环境做出相应的动作调整。
减速器则起到减速增力的作用，提高机器人的运动精度和稳定性。
二、电动驱动系统的工作原理1. 电机控制工业机器人电动驱动系统中常使用的电机有直流电机和交流电机。
电机的转速和转矩可通过调整电机的电流和电压来控制。
控制器通过接收来自机器人控制系统的指令来调整电机的电流和电压，从而实现机器人的精确控制。
2. 传感器反馈传感器的作用是实时感知机器人周围环境的变化，并将反馈信号传输给控制器。
常用的传感器有位置传感器、压力传感器、力传感器等。
通过分析传感器的反馈信号，控制器可以及时调整电机的控制参数，实现机器人的闭环控制。
3. 减速器作用减速器主要用于改变电机的转速和转矩，提供足够的力矩输出。
在机器人的关节部位，通常使用减速器来使机械手臂能够更加精确地移动和定位。
减速器能够减小电机输出的转速，同时增大输出的力矩，从而提高机器人的运动控制性能。
三、电动驱动系统的应用工业机器人电动驱动系统广泛应用于各个制造行业。
以下是一些典型的应用领域：1. 汽车制造在汽车制造业中，工业机器人常被用于焊接、喷涂、装配等工序。
电动驱动系统能够使机械手臂具备高速、高精度、高稳定性的运动特性，从而提高生产效率和质量。
2. 电子制造在电子制造业中，机器人常用于半导体芯片的制造和组装。
电动驱动系统使机器人能够实现准确的定位和精细的操作，从而提高产能和生产质量。
简述工业机器人的驱动方式
简述工业机器人的驱动方式
工业机器人的驱动方式主要有以下几种：
1.电气驱动：利用各种电动机产生的力或力矩，直接或经过减速机构去驱动机器人的关节，以获得所需的位置、速度和加速度。
这种驱动方式具有无环境污染、易于控制、运动精度高、成本低、驱动效率高等优点，应用最为广泛。
其中，交流伺服电机驱动具有大的转矩质量比和转矩体积比，没有直流打击的电刷和整流子，因而可靠性高，运行时几乎不需要维护，可用在防爆场合，因此在现代机器人中广泛应用。
2.液压驱动：利用液压泵将动力源的机械能转换为压力能，然后通过液压缸和液压马达将压力能转换为机械能，以驱动机器人关节。
3.气动驱动：利用气动泵将气体压力能转换为机械能，然后通过气缸和气马达将机械能转换为驱动力，以驱动机器人关节。
以上信息仅供参考，如需了解更多信息，请查阅专业书籍或咨询专业人士。
工业机器人的驱动系统分类及特点
工业机器人的驱动系统分类及特点
一、液压驱动系统由于液压技术是一种比较成熟的技术。
它具有动力大、力(或力矩)与惯量比大、快速响应高、易于实现直接驱动等特点。
适于在承载能力大，惯量大以及在防焊环境中工作的这些机器人中应用。
但液压系统需进行能量转换(电能转换成液压能)，速度控制多数情况下采用节流调速，效率比电动驱动系统低。
液压系统的液体泄泥会对环境产生污染，工作噪声也较高。
因这些弱点，近年来，在负荷为100kz 以下的机器人中往往被电动系统所取代。
二、气动驱动系统具有速度快、系统结构简单，维修方便、价格低等特点。
适于在中、小负荷的机器人中采用。
但因难于实现伺服控制，多用于程序控制的机械人中，如在上、下料和冲压机器人中应用较多。
三、电动驱动系统由于低惯量，大转矩交、直流伺服电机及其配套的伺服驱动器(交流变频器、直流脉冲宽度调制器)的广泛采用，这类驱动系统在机器人中被大量选用。
这类系统不需能量转换，使用方便，控制灵活。
大多数电机后面需安装精密的传动机构。
直流有刷电机不能直接用于要求防爆的环境中，成本也较上两种驱动系统的高。
但因这类驱动系统优点比较突出，因此在机器人中被广泛的选用。
工业机器人的组成一体化教程模块五工业机器人的驱动器系统
人机交互模块
要点一
总结词
实现人与机器人之间的信息交互。
要点二
详细描述
人机交互模块主要负责实现人与机器人之间的信息交互 ，包括机器人与人的语音交流、文字显示、手势识别等 。它通过读取人类用户的输入信息，进行处理后发送给 其他模块，同时接收其他模块的处理结果并反馈给用户 。人机交互模块需要具备良好的交互界面和友好的用户 体验，以方便人类用户与机器人进行信息交互。
运动控制模块
总结词
实现机器人的运动学和动力学控制。
详细描述
运动控制模块是实现工业机器人运动学和动力学控制的关键模块。它主要根据主程序模块发送的控制 信号，通过控制算法实现对电机等执行机构的控制，以实现工业机器人的运动学和动力学控制。运动 控制模块需要考虑机器人的运动学和动力学特性，确保机器人的运动精度和稳定性。
电源模块分类
工业机器人驱动器系统的电源模块主要包括直 流电源、交流电源和开关电源等。
3
电源模块特点
工业机器人驱动器系统的电源模块具有高效率 、高可靠性、小型化和集成化等特点。
信号处理模块
信号处理模块概述
01
信号处理模块是工业机器人驱动器系统的关键部分，负责对输
入信号进行放大、滤波、转换等处理。
信号处理模块组成
在制造业中，搬运机器人负责在生产线和仓库之间运输产品，减少人工搬运的需要，提高 生产效率。
驱动器系统
搬运机器人的驱动器系统主要包括伺服电机、编码器、控制器等，能够精确控制机器人的 速度和位置。
案例析
例如，某制造工厂使用搬运机器人进行生产线上的物料运输，减少了人工搬运的误差和事 故风险，降低了劳动成本。
04
工业机器人驱动器系统应用案例
应用场景介绍
工业机器人技术 工业机器人的伺服系统
p
1
2
3
4
5
6
n(r/min) 3000 1500 1000 750 600 500
2. 旋转方向
由上面2种连接方式分析看出：转子的旋转方向 取决于定子绕组的相序，任意对调两根电源线，定 子绕组的相序发生变化，转子旋转方向反转。
知识准备
三、交流伺服电机的结构
（一） 电机结构
1. 检测元件：有旋转变压器、SFD换向 编码器、绝对正弦 编码器等形式。 2. 制动装置（选装）。 3. 压铸铝端盖。 4. 可旋转金属连接器。 5. 壳体。 6. 钕铁硼磁铁。 7. 安装孔。 8. 氟橡胶轴封。 9. 输出轴：可选轴输出、孔输出、齿轮 输出等结构形式。 10. 轴承卡簧：限制轴承外圈的轴向位 置。
知识准备
二、交流永磁同步电机工作原理
（三）转速和旋转方向
1.转速
交流永磁同步电机转子的转速等 于旋转磁场的转速：
n 60 f (rpm) sp
式中：f——电源频率； p——定子磁极对数。
即：磁场的转速与电源频率成正比， 与定子的磁极对数成反比。
对于f=50三相交流电，不同磁极对数的转子转速如下：
能使用于1:1000～10000的调速范围。 5）体积小，质量小，轴向尺寸短。 6）能够适应苛刻的运行条件。
能够进行频繁的正反向和加减速运行，并能在短时间内过 载。
知识准备
一、伺服系统概述
2. 机器人伺服电机控制原理
电机伺服系统的结构为三个闭环控制，即电流环、速度环和位 置环。
PID控制器（比例-积分-微分控制器）是一个在工业控制应用中 常见的反馈回路部件，由比例单元P、积分单元I和微分单元D组成。 PID控制的基础是比例控制；积分控制可消除稳态误差，但可能增加 超调；微分控制可加快大惯性系统响应速度以及减弱超调趋势。
工业机器人驱动方式选择
空压机著名品牌： 阿特拉斯科普柯 AC ;阿特拉斯科普柯 IR ;美国寿力;凯撒;兰沃普;美国昆西;日本神钢;复盛;柳二空;康普艾/德马格等。
气缸的选择：
1.确定气缸缸径杆径---根据系统压力,气缸轴向力,负载率计算缸径。 2.确定气缸速度---根据压缩空气流量,进排气口径,管径确定。 3.确定气缸行程---根据系统设计要求确定。 4.确定气缸品种---根据实际要求确定。 5.确定气缸安装形式—法兰式,脚架式等
液压油
液压系统
液压驱动系统组成：
控制元件
液压阀--控制压力、方向、流量
液压泵的选择：根据主机工况、功率大小和系统对工作性能的要求确定。
1.液压泵的流量 ---按所有执行元件最高速度和流量和,以及系统泄漏量确定。 2.液压泵的工作压力 ---根据系统执行元件最大压力及压力损失计算。 3.液压泵的类型选择---根据泵流量及工作压力选择泵的类型。 --额定压力为2.5MPa时,应选用齿轮泵;额定压力为6.3MPa时,应选用叶片泵;若工作压力更高时,选择柱塞泵。
液压油缸著名品牌： 力士乐、威格士、丹尼逊、住友、油升、马祖奇、萨奥.丹佛斯等
液压马达的选择：转矩、转速、工作压力、排量、外形及连接尺寸、容积效率、总效率以及质量、价格、货源和使用维护的便利性等
马达分类
高速马达
低速马达
种类：齿轮马达、螺杆马达、轴向柱塞马达
特性：转动惯量小,便于启动制动,输出转矩小
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工业机器人驱动方式选择
工业机器人驱动方式
目 录
工业机器人驱动方式分类
工业机器人主要驱动方式有：电机驱动、液压驱动、气压驱动
电机驱动
机器人关节用电机驱动系统的关键技术研究
机器人关节用电机驱动系统的关键技术研究摘要：基于全球老龄化的加剧以及劳动力成本的上升，将人力劳动替换为工业机器人是基本的发展形势。
目前阶段，无论是在焊接、医疗还是服务领域纷纷加大了机器人的应用力度，机器人关节的组成部分为运动控制器电机和驱动系统以及传感器。
驱动电机以及驱动系统对机器人关节性能有着直接性的影响。
经过调查研究来看，大部分机器人关节采取的电机是步进电机和永磁同步电机。
在控制理论进一步完善和应用需求全面提升的背景下，各项领域对于电机驱动系统性能提出了十分严格的要求。
关键词：机器人关节用电机；驱动系统；关键技术研究引言在本篇文章中，结合设计的仿真模型和测试平台分别展开了算法验证。
验证的内容包含了两方面，分别是步进电机闭环驱动系统，动态性的测试驱动系统的高速性能和带载能力。
结合具体的实验结果可以看出，和传统开环驱动系统相比较来看，文章中提出的基于混合控制器的高速重载闭环驱动系统，处于空载情况下，最高转速好，空载的高速运行速度也随之提升。
基于相同运行速度之下，带载能力远远大于传统开发驱动系统，有效转矩能够提升保持转矩的80%之上。
基于相同脉冲位置给定情况下增加负载力矩。
和以往传统类型的pI控制驱动系统相比较来看，有着一定的动态响应速度，恢复时间较短，可以加快估算负载力矩的辨识速度。
1、机器人关节用电机驱动系统关键技术的应用背景在全球老龄化现象日益加剧的背景下，工业机器人逐渐替换了以往人力劳动，未来发展前景良好，工业机器人机械臂关节驱动系统主要是采取步进电动驱动系统和永磁交流伺服驱动系统。
以开发控制为主，该项开发控制工作存在着低转速和抖振现象。
伴随着科学技术的创新和改进，目前的步进电机开环控制方式比较单一，已经不符合基本要求，这就需要结合电机驱动系统，从怎样提升步进电机驱动系统高速运行的带载能力和定位精度两方面进行分析。
大多数永磁交流伺服系统采取PID控制，该种控制方式虽然结构比较简单，不过在速度响应过程中有着相应的超调量，而且从轨迹运动控制场合应用过程中，永磁同步电机应当频繁启动，停止采取PID控制，不符合基本要求。
简述工业机器人传动系统的主要传动形式及主要区别
简述工业机器人传动系统的主要传动形式及主要区别
工业机器人传动系统的主要传动形式包括：电机驱动、气动驱动和液压驱动。
电机驱动：电机驱动是目前工业机器人最常用的一种传动形式，主要包括直流电机、交流电机和伺服电机等。
气动驱动：气动驱动是指利用压缩空气作为能源，通过气缸、阀门等气动元件来实现工业机器人的运动。
液压驱动：液压驱动是指利用液体作为能源，通过液压缸、液压阀等液压元件来实现工业机器人的运动。
主要区别：
电机驱动的传动系统具有精度高、稳定性好、响应速度快等优点，但需要电源支持，存在散热问题，且电机噪音较大。
气动驱动的传动系统系统具有简单、成本低、可靠性高等优点，但精度不高，输出力矩限制较大，且需准备压缩空气的供应系统。
液压驱动的传动系统具有输出力矩大、运动平稳、环境适应性强，但液压系统成本较高，需要做好油品维护，同时有液压泄漏的风险。
第4章工业机器人动力系统
直流无刷伺服电机的特点：转动惯量小、启动电压低、空载 电流小 弃接触式换向系统，大大提高电机转速，最高转速高 达100 000rpm；无刷伺服电机在执行伺服控制时，无须编码 器也可实现速度、位置、扭矩等的控制；容易实现智能化， 其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦波换相；不存在 电刷磨损情况，除转速高之外，还具有寿命长、噪音低、无 电磁干扰等特点。
工业机器人丝杠螺母传动的手臂升降机构
第四章 工业机器人动力系统
4.1.2 工业机器人的动力系统的组成
2.工业机器人传动机构的组成
（3）带传动和链传动
带传动和链传动用于 传递平行轴之间的回 转运动，或把回转运 动转换成直线运动。 工业机器人中的带传 动和链传动分别通过 带轮或链轮传递回转 运动
工业机器人技术基础
第四章 工业机器人动力系统
工业机器人技术基础
4.2交流伺服动力系统 4.2.2交流伺服电动机的类型
2.永磁同步交流伺服电机
永磁同步伺服电动机主要由转子和定子两大部分组成。在 转子上装有特殊形状高性能的永磁体，用以产生恒定磁场 ，无需励磁绕组和励磁电流。
永磁同步电机结构图
第四章 工业机器人动力系统
1.功率驱动单元
功率驱动单元首先通过三相全桥整流电路对输入的三相电或 者市电进行整流，得到相应的直流电。
三相逆变电路
第四章 工业机器人动力系统
工业机器人技术基础
4.2交流伺服动力系统 4.2.4交流永磁同步伺服驱动器
2. 控制单元
控制单元是整个交流伺服系统的核心,实现系统位置控制、速 度控制、转矩和电流控制器。
第四章 工业机器人动力系统
4.2交流伺服动力系统 4.2.1 交流伺服系统的分类 3.闭环伺服系统
工业机器人-机器人系统由哪些部分组成？
工业机器人-机器人系统由哪些部分组成？机械系统工业机器人的机械系统包括机身、臂部、手腕、末端操作器和行走机构等部分，每一部分都有若干自由度，从而构成一个多自由度的机械系统。
此外，有的机器人还具备行走机构。
若机器人具备行走机构，则构成行走机器人;若机器人不具备行走及腰转机构，则构成单机器人臂。
末端操作器是直接装在手腕上的一个重要部件，它可以是两手指或多手指的手爪，也可以是喷漆枪、焊枪等作业工具。
工业机器人机械系统的作用相当于人的身体(如骨髓、手、臂和腿等)。
驱动系统驱动系统主要是指驱动机械系统动作的驱动装置。
根据驱动源的不同，驱动系统可分为电气、液压和气压三种以及把它们结合起来应用的综合系统。
该部分的作用相当于人的肌肉。
电气驱动系统在工业机器人中应用得较普遍，可分为步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机三种驱动形式。
早期多采用步进电动机驱动，后来发展了直流伺服电动机，交流伺服电动机驱动也逐渐得到应用。
上述驱动单元有的用于直接驱动机构运动：有的通过谐波减速器减速后驱动机构运动，其结构简单紧凑。
液压驱动系统运动平稳，且负载能力大，对于重载搬运和零件加工的机器人，采用液压驱动比较合理。
但液压驱动存在管道复杂、清洁困难等缺点，因此限制了它在装配作业中的应用。
无论电气还是液压驱动的机器人，其手爪的开合都采用气动形式。
气压驱动机器人结构简单、动作迅速、价格低廉，但由于空气具有可压缩性，其工作速度的稳定性较差。
但是，空气的可压缩性可使手爪在抓取或卡紧物体时的顺应性提高，防止受力过大而造成被抓物体或手爪本身的破坏。
气压系统的压力一般为0.7MPa，因而抓取力小，只有几十牛到几百牛大小。
控制系统控制系统的任务是根据机器人的作业指令程序及从传感器反馈回来的信号控制机器人的执行机构，使其完成规定的运动和功能。
如果机器人不具备信息反馈特征，则该控制系统称为开环控制系统;如果机器人具备信息反馈特征，则该控制系统称为闭环控制系统。
09-10第二章工业机器人的驱动系统(2.5 工业机器人的驱动系统)
MESSI
2.5.2 驱动方式 MESSI
后冷却器：安装在空气压缩机出口处的管道上，它的作用是使压缩 空气降温。因为一般工作压力为8kgf/cm2的空气压缩机排气温度高达 140~170℃，压缩空气中所含的水和油（气缸润滑油混入压缩空气）均 为气态。经后冷却器降温至40~50℃后，水汽和油汽凝聚成水滴和油滴， 再经油水分离器析出。
MESSI
2.5.2 驱动方式
MESSI
3）压缩空气的工作压力较低，因此对气动元件的材质和 制造精度要求可以降低。一般说来，往复运动推力在2t （19620N）以下时，用气动经济性较好。
4）与液压传动相比，它的动作和反应较快，这是气动的 突出优点之一。
5）空气介质清洁，亦不会变质，管路不易堵塞。 6）可安全地应用在易燃、易爆和粉尘大的场合，便于实 现过载自动保护。
机械手一般小于30kg。
2）滞后现象小，反应较灵敏，传动平稳。与空气相比，油液的压缩
性极小，故传动的滞后现象小，传动平稳。气动传动碎易得到较大速度
（1m/s以上），但空气黏性比较低，传动冲击较大，不利于精确定位。
MESSI
2.5.2 驱动方式
MESSI
3）输出力和运动速度控制较容易。输出力和运动速度在一定 的液压缸结构尺寸下，主要取决于传动液的压力和流量，通过调节 相应的压力和流量控制阀，能比较方便地控制输出功率。
能差，惯性大，适用于中型或重型机器人。伺服电动机和步进电动机输
出力矩相对小，控制性能好，可实现速度和位置的精确控制，适用于中
小型机器人。交、直流伺服电动机异步用于闭环控制系统，而步进电动
机主要用于开环控制系统，一般用于速度和位置精度要求不高的场合。
MESSI
电动驱动系统
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工业机器人用电机驱动系统
机器人电动伺服驱动系统是利用各种电动机产生的力矩和力，直接或间接地驱动机器人本体以获得机器人的各种运动的执行机构。
对工业机器人关节驱动的电动机，要求有最大功率质量比和扭矩惯量比、高起动转矩、低惯量和较宽广且平滑的调速范围。
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，尤其是要求快速响应时，伺服电动机必须具有较高的可靠性和稳定性，并且具有较大的短时过载能力。
这是伺服电动机在工业机器人中应用的先决条件。
一、机器人对关节驱动电机的主要要求规纳如下
1.快速性
电动机从获得指令信号到完成指令所要求的工作状态的时间应短。
响应指令信号的时间愈短，电伺服系统的灵敏性愈高，快速响应性能愈好，一般是以伺服电动机的机电时间常数的大小来说明伺服电动机快速响应的性能。
2.起动转矩惯量比大
在驱动负载的情况下，要求机器人的伺服电动机的起动转矩大，转动惯量小。
3.控制特性的连续性和直线性，随着控制信号的变化，电动机的转速能连续变化，有时还需转速与控制信号成正比或近似成正比。
4.调速范围宽。
能使用于1：1000～10000的调速范围。
5.体积小、质量小、轴向尺寸短。
6.能经受得起苛刻的运行条件，可进行十分频繁的正反向和加减速运行，并能在短时间内承受过载。
目前，由于高起动转矩、大转矩、低惯量的交、直流伺服电动机在工业机器人中得到广泛应用，一般负载1000N（相当100kgf）以下的工业机器人大多采用电伺服驱动系统。
所采用的关节驱动电动机主要是AC伺服电动机，步进电动机和DC伺服电动机。
其中，交流伺服电动机、直流伺服电动机、直接驱动电动机（DD）均采用位置闭环控制，一般应用于高精度、高速度的机器人驱动系统中。
步进电动机驱动系统多适用于对精度、速度要求不高的小型简易机器人开环系统中。
交流伺服电动机由于采用电子换向，无换向火花，在易燃易爆环境中得到了广泛的使用。
机器人关节驱动电动机的功率范围一般为0.1～10kW。
工业机器人驱动系统中所采用的电动机。
二、电机大致可细分为以下几种：
1.交流伺服电动机
包括同步型交流伺服电动机及反应式步进电动机等。
2.直流伺服电动机
包括小惯量永磁直流伺服电动机、印制绕组直流伺服电动机、大惯量永磁直流伺服电动机、空心杯电枢直流伺服电动机。
3.步进电动机
包括永磁感应步进电动机。
速度传感器多采用测速发电机和旋转变压器；位置传感器多用光电码盘和旋转变压器。
近年来，国外机器人制造厂家已经在使用一种集光电码盘及旋转变压器功能为一体的混合式光电位置传感器，伺服电动机可与位置及速度检测器、制动器、减速机构组成伺服电动机驱动单元。
机器人驱动系统要求传动系统间隙小、刚度大、输出扭矩高以及减速比大。
三、常用的减速机构
1.RV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.无侧隙减速机构；
6.蜗轮减速机构；
7.滚珠丝杠机构；
8.金属带／齿形减速机构；
9.球减速机构。
工业机器人电动机驱动原理如图1所示。
工业机器人电动伺服系统的一般结构为三个闭环控制，即电流环、速度环和位置环。
目前国外许多电动机生产厂家均开发出与交流伺服电动机相适配的驱动产品，用户根据自己所需功能侧重不同而选择不同的伺服控制方式，一般情况下，交流伺服驱动器，可通过对其内部功能参数进行人工设定而实现以下功能：
1.位置控制方式；
2.速度控制方式；
3.转矩控制方式；
4.位置、速度混合方式；
5.位置、转矩混合方式；
6.速度、转矩混合方式；
7.转矩限制；
8.位置偏差过大报警；
9.速度PID参数设置；
10.速度及加速度前馈参数设置；
11.零漂补偿参数设置；
12.加减速时间设置等。
四、驱动器种类
1.直流伺服电动机驱动器
直流伺服电动机驱动器多采用脉宽调制（PWM）伺服驱动器，通过改变脉冲宽度来改变加在电动机电枢两端的平均电压，从而改变电动机的转速。
PWM伺服驱动器具有调速范围宽、低速特性好、响应快、效率高、过载能力强等特点，在工业机器人中常作为直流伺服电动机驱动器。
2.同步式交流伺服电动机驱动器
同直流伺服电动机驱动系统相比，同步式交流伺服电动机驱动器具有转矩转动惯量比高、无电刷及换向火花等优点，在工业机器人中得到广泛应用。
同步式交流伺服电动机驱动器通常采用电流型脉宽调制（PWM）相逆变器和具有电流环为内环、速度环为外环的多闭环控制系统，以实现对三相永磁同步伺服电动机的电流控制。
根据其工作原理、驱动电流波形和控制方式的不同，它又可分为两种伺服系统：
（1）矩形波电流驱动的永磁交流伺服系统。
（2）正弦波电流驱动的永磁交流伺服系统。
采用矩形波电流驱动的永磁交流伺服电动机称为无刷直流伺服电动机，采用正弦波电流驱动的永磁交流伺服电动机称为无刷交流伺服电动机。
3.步进电动机驱动器
步进电动机是将电脉冲信号变换为相应的角位移或直线位移的元件，它的角位移和线位移量与脉冲数成正比。
转速或线速度与脉冲频率成正比。
在负载能力的范围内，这些关系不因电源电压、负载大小、环境条件的波动而变化，误差不长期积累，步进电动机驱动系统可以在较宽的范围内，通过改变脉冲频率来调速，实现快速起动、正反转制动。
作为一种开环数字控制系统，在小型机器人中得到较广泛的应用。
但由于其存在过载能力差、调速范围相对较小、低速运动有脉动、不平衡等缺点，一般只应用于小型或简易型机器人中。
步进电动机所用的驱动器，主要包括脉冲发生器、环形分配器和功率放大等几大部分，其原理框图如图2所示。
4.直接驱动
所谓直接驱动（DD）系统，就是电动机与其所驱动的负载直接耦合在一起，中间不存在任何减速机构。
同传统的电动机伺服驱动相比，DD驱动减少了减速机构，从而减少了系统
传动过程中减速机构所产生的间隙和松动，极大地提高了机器人的精度，同时也减少了由于减速机构的摩擦及传送转矩脉动所造成的机器人控制精度降低。
而DD驱动由于具有上述优点，所以机械刚性好，可以高速高精度动作，且具有部件少、结构简单、容易维修、可靠性高等特点，在高精度、高速工业机器人应用中越来越引起人们的重视。
作为DD驱动技术的关键环节是DD电动机及其驱动器。
它应具有以下特性：
（1）输出转矩大：为传统驱动方式中伺服电动机输出转矩的50～100倍。
（2）转矩脉动小： DD电动机的转矩脉动可抑制在输出转矩的5%～10%以内。
（3）效率：与采用合理阻抗匹配的电动机（传统驱动方式下）相比，DD电动机是在功率转换较差的使用条件下工作的。
因此，负载越大，越倾向于选用较大的电动机。
目前，DD电动机主要分为变磁阻型和变磁阻混合型，有以下两种结构型式：
（1）双定子结构变磁阻型DD电动机；
（2）中央定子型结构的变磁阻混合型DD电动机。
5.特种驱动器
（1）压电驱动器。
众所周知，利用压电元件的电或电致伸缩现象已制造出应变式加速度传感器和超声波传感器，压电驱动器利用电场能把几微米到几百微米的位移控制在高于微米级大的力，所以压电驱动器一般用于特殊用途的v微型机器人系统中。
（2）超声波电动机。
（3）真空电动机。
用于超洁净环境下工作的真空机器人，例如用于搬运半导体硅片的超真空机器人等。