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工業(yè)機器人用電機驅(qū)動系統(tǒng)


機器人電動伺服驅(qū)動系統(tǒng)是利用各種電動機產(chǎn)生的力矩和力,直臥式振動電機接或間接地驅(qū)動機器人本體以獲得機器人的各種運動的執(zhí)行機構。 &n振動機bsp;&n砂石生產(chǎn)設備bsp;&網(wǎng)篩nbsp; 對工業(yè)機器人關節(jié)驅(qū)動的電動機,要求有最大功率質(zhì)量比和扭矩慣量比、高起鄂式破碎機動轉(zhuǎn)矩、低慣量和較寬廣且平滑的調(diào)速范圍。特別是像機器人末端執(zhí)行器(手爪)應采用體積、質(zhì)量盡可能小的電動機,尤其是要求快速響應時,伺服電動機必須具有較高的可靠性和穩(wěn)定性,并且具有較大的短時過載能力。這是伺服電動機在工業(yè)機器人中應用的先決條件。 &nbs錳鋼雙輥破碎機p;&給料器nbsp;&nbs板式喂料機p; 機器人對關不銹鋼分樣篩節(jié)驅(qū)動電機的主要要求規(guī)納如下:  箱式給料機; 板鏈輸送機;&管式輸送機nbsp; 1)快速性。電動機從獲得指令信號到完成指令所要求的工作狀態(tài)的時間應短。響應指令信號的時間愈短,電伺服系統(tǒng)的靈敏性愈高,快速響應性能愈好,一般是以伺服電動機的機電時間常數(shù)的大小來說明伺服電動機快速響應輸送鏈的性能。 &nbs單電機雙輥機p;&nb篩分給料機sp;  2)起動轉(zhuǎn)矩慣量比大。在驅(qū)動負載的情況下,要求機器人的伺服電動機的起動轉(zhuǎn)矩大,轉(zhuǎn)動慣量小。     3)控制特性的連續(xù)性和直線性,隨著控制信號的變化,電動機的轉(zhuǎn)速能連續(xù)變化,有時還需轉(zhuǎn)速與控制信號成正比或近似成正比。     4)調(diào)速范圍寬。能使用于1:1000~10000的調(diào)速范圍。     5)體積小、質(zhì)量小、軸向尺寸短。     6)能經(jīng)受得起苛刻的運行條件,可進行十分頻繁的正反向和加減速運行,并能在短時間內(nèi)承受過載。     目前,由于高起動轉(zhuǎn)矩、大轉(zhuǎn)矩、低慣量的交、直流伺服電動機在工業(yè)機器人中得到廣泛應用,一般負載1000N(相當100kgf)以下的工業(yè)機器人大多采用電伺服驅(qū)動系統(tǒng)。所采用的關節(jié)驅(qū)動電動機主要是AC伺服電動機,步進電動機和DC伺服電動機。其中,交流伺服電動機、直流伺服電動機、直接驅(qū)動電動機(DD)均采用位置閉環(huán)控制,一般應用于高精度、高速度的機器人驅(qū)動系統(tǒng)中。步進電動機驅(qū)動系統(tǒng)多適用于對精度、速度要求不高的小型簡易機器人開環(huán)系統(tǒng)中。交流伺服電動機由于采用電子換向,無換向火花,在易燃易爆環(huán)境中得到了廣泛的使用。機器人關節(jié)驅(qū)動電動機的功率范圍一般為0.1~10kW。工業(yè)機器人驅(qū)動系統(tǒng)中所采用的電動機,大致可細分為以下幾種:    (1)交流伺服電動機   包括同步型交流伺服電動機及反應式步進電動機等。    (2)直流伺服電動機   包括小慣量永磁直流伺服電動機、印制繞組直流伺服電動機、大慣量永磁直流伺服電動機、空心杯電樞直流伺服電動機。    (3)步進電動機  包括永磁感應步進電動機。     速度傳感器多采用測速發(fā)電機和旋轉(zhuǎn)變壓器;位置傳感器多用光電碼盤和旋轉(zhuǎn)變壓器。近年來,國外機器人制造廠家已經(jīng)在使用一種集光電碼盤及旋轉(zhuǎn)變壓器功能為一體的混合式光電位置傳感器,伺服電動機可與位置及速度檢測器、制動器、減速機構組成伺服電動機驅(qū)動單元。     機器人驅(qū)動系統(tǒng)要求傳動系統(tǒng)間隙小、剛度大、輸出扭矩高以及減速比大,常用的減速機構有:     1)RV減速機構;     2)諧波減速機械;     3)擺線針輪減速機構;     4)行星齒輪減速機械;     5)無側(cè)隙減速機構;     6)蝸輪減速機構;     7)滾珠絲杠機構;     8)金屬帶/齒形減速機構;     9)球減速機構。      工業(yè)機器人電動機驅(qū)動原理如圖1所示。     工業(yè)機器人電動伺服系統(tǒng)的一般結構為三個閉環(huán)控制,即電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)。     目前國外許多電動機生產(chǎn)廠家均開發(fā)出與交流伺服電動機相適配的驅(qū)動產(chǎn)品,用戶根據(jù)自己所需功能側(cè)重不同而選擇不同的伺服控制方式,一般情況下,交流伺服驅(qū)動器,可通過對其內(nèi)部功能參數(shù)進行人工設定而實現(xiàn)以下功能:     1)位置控制方式;     2)速度控制方式;     3)轉(zhuǎn)矩控制方式;     4)位置、速度混合方式;     5)位置、轉(zhuǎn)矩混合方式;     6)速度、轉(zhuǎn)矩混合方式;     7)轉(zhuǎn)矩限制;     8)位置偏差過大報警;     9)速度PID參數(shù)設置;     10)速度及加速度前饋參數(shù)設置;       11)零漂補償參數(shù)設置;     12)加減速時間設置等。     1.直流伺服電動機驅(qū)動器     直流伺服電動機驅(qū)動器多采用脈寬調(diào)制(PWM)伺服驅(qū)動器,通過改變脈沖寬度來改變加在電動機電樞兩端的平均電壓,從而改變電動機的轉(zhuǎn)速。     PWM伺服驅(qū)動器具有調(diào)速范圍寬、低速特性好、響應快、效率高、過載能力強等特點,在工業(yè)機器人中常作為直流伺服電動機驅(qū)動器。     2.同步式交流伺服電動機驅(qū)動器     同直流伺服電動機驅(qū)動系統(tǒng)相比,同步式交流伺服電動機驅(qū)動器具有轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動慣量比高、無電刷及換向火花等優(yōu)點,在工業(yè)機器人中得到廣泛應用。     同步式交流伺服電動機驅(qū)動器通常采用電流型脈寬調(diào)制(PWM)相逆變器和具有電流環(huán)為內(nèi)環(huán)、速度環(huán)為外環(huán)的多閉環(huán)控制系統(tǒng),以實現(xiàn)對三相永磁同步伺服電動機的電流控制。根據(jù)其工作原理、驅(qū)動電流波形和控制方式的不同,它又可分為兩種伺服系統(tǒng):     1)矩形波電流驅(qū)動的永磁交流伺服系統(tǒng)。     2)正弦波電流驅(qū)動的永磁交流伺服系統(tǒng)。     采用矩形波電流驅(qū)動的永磁交流伺服電動機稱為無刷直流伺服電動機,采用正弦波電流驅(qū)動的永磁交流伺服電動機稱為無刷交流伺服電動機。     3.步進電動機驅(qū)動器     步進電動機是將電脈沖信號變換為相應的角位移或直線位移的元件,它的角位移和線位移量與脈沖數(shù)成正比。轉(zhuǎn)速或線速度與脈沖頻率成正比。在負載能力的范圍內(nèi),這些關系不因電源電壓、負載大小、環(huán)境條件的波動而變化,誤差不長期積累,步進電動機驅(qū)動系統(tǒng)可以在較寬的范圍內(nèi),通過改變脈沖頻率來調(diào)速,實現(xiàn)快速起動、正反轉(zhuǎn)制動。作為一種開環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng),在小型機器人中得到較廣泛的應用。但由于其存在過載能力差、調(diào)速范圍相對較小、低速運動有脈動、不平衡等缺點,一般只應用于小型或簡易型機器人中。     步進電動機所用的驅(qū)動器,主要包括脈沖發(fā)生器、環(huán)形分配器和功率放大等幾大部分,其原理框圖如圖2所示。     4.直接驅(qū)動     所謂直接驅(qū)動(DD)系統(tǒng),就是電動機與其所驅(qū)動的負載直接耦合在一起,中間不存在任何減速機構。     同傳統(tǒng)的電動機伺服驅(qū)動相比, DD驅(qū)動減少了減速機構,從而減少了系統(tǒng)傳動過程中減速機構所產(chǎn)生的間隙和松動,極大地提高了機器人的精度,同時也減少了由于減速機構的摩擦及傳送轉(zhuǎn)矩脈動所造成的機器人控制精度降低。而DD驅(qū)動由于具有上述優(yōu)點,所以機械剛性好,可以高速高精度動作,且具有部件少、結構簡單、容易維修、可靠性高等特點,在高精度、高速工業(yè)機器人應用中越來越引起人們的重視。     作為DD驅(qū)動技術的關鍵環(huán)節(jié)是DD電動機及其驅(qū)動器。它應具有以下特性:     1)輸出轉(zhuǎn)矩大:為傳統(tǒng)驅(qū)動方式中伺服電動機輸出轉(zhuǎn)矩的50~100倍。     2)轉(zhuǎn)矩脈動?。?I> DD電動機的轉(zhuǎn)矩脈動可抑制在輸出轉(zhuǎn)矩的5%~10%以內(nèi)。     3)效率:與采用合理阻抗匹配的電動機(傳統(tǒng)驅(qū)動方式下)相比, DD電動機是在功率轉(zhuǎn)換較差的使用條件下工作的。因此,負載越大,越傾向于選用較大的電動機。     目前,DD電動機主要分為變磁阻型和變磁阻混合型,有以下兩種結構型式:     l)雙定子結構變磁阻型DD電動機;     2)中央定子型結構的變磁阻混合型DD電動機。     5.特種驅(qū)動器     1)壓電驅(qū)動器。眾所周知,利用壓電元件的電或電致伸縮現(xiàn)象已制造出應變式加速度傳感器和超聲波傳感器,壓電驅(qū)動器利用電場能把幾微米到幾百微米的位移控制在高于微米級大的力,所以壓電驅(qū)動器一般用于特殊用途的微型機器人系統(tǒng)中。     2)超聲波電動機。     3)真空電動機,用于超潔凈環(huán)境下工作的真空機器人,例如用于搬運半導體硅片的超真空機器人等。

 

相關產(chǎn)品

大型顎式破碎機
顎式破碎機(顎破)廣泛運用于礦山、冶金、建材、公路、鐵路、水利和化工等多種行業(yè)。
自擊式破碎機
自擊式破碎機適用于制作磨料、耐火材料、水泥、石英砂、鋼砂、爐渣粉、銅礦石、鐵礦石、金礦石、混凝土骨料、瀝青骨料等多種硬、脆物料的細碎與中碎。
制砂破碎機
制砂破碎機,又名節(jié)能復合細碎機,廣泛適用于各種巖石,磨料,耐火材料,水泥熟料,石英石,鐵礦石,混凝土骨料等多種硬、脆物料的中碎、細碎(制砂粒)。
錘式反擊破碎機
錘式反擊破碎機適用于破碎各種脆性材料的礦物,被破碎物料為煤、鹽、白亞、石膏、明礬、磚、瓦、石灰石等。
砂石生產(chǎn)設備
PCL直通沖擊式破碎機俗稱立式?jīng)_擊破,也就是制砂機,是常用的砂石生產(chǎn)設備。
頁巖破碎機
頁巖破碎機主要用于粉碎煤矸石,爐渣,鋼渣,石灰石,焦碳,方鉛礦,菱鐵礦,閃鋅礦,褐鐵礦等。
巖石破碎機
巖石破碎機別名:反擊式破碎機。PF系列反擊式破碎機(反擊破)是一種新型高效率的巖石破碎機,廣泛應用于各種礦石破碎、鐵路、高速公路、能源、水泥、化工、建筑等行業(yè)。其排料粒度大小可以調(diào)節(jié),破碎規(guī)格多樣化。
旋回破碎機
旋回破碎機是出現(xiàn)較早的粗碎設備,被用于冶金、化工、建材、電力、交通等工業(yè)部門的大型廠中,粗碎堅硬、中硬的各種礦石和巖石。
小型錘式破碎機
PC小型錘式破碎機用于破碎各種中硬且磨蝕性弱的物料。
顎式破碎機
顎式破碎機廣泛運用于礦山、冶煉、建材、公路、鐵路、水利和化學工業(yè)等眾多部門,破碎抗壓強度不超過320兆帕的各種物料。
細碎破碎機
細碎破碎機適用于建材、礦業(yè)、冶金、化工工業(yè)破碎石灰石、熟料、煤及其它礦石。
細碎顎式破碎機
PEX型細碎顎式破碎機廣泛運用于礦山、冶煉、建材、公路、鐵路、水利和化學工業(yè)等眾多部門,破碎抗壓強度不超過320兆帕的各種物料。
碎石生產(chǎn)設備
石料生產(chǎn)線-碎石生產(chǎn)設備包括顎式破碎機、反擊式破碎機、沖擊式破碎機、振動給料機、振動篩、洗砂機、皮帶輸送機等。
碎石破碎機
碎石破碎機廣泛運用于礦山、冶煉、建材、公路、鐵路、水利和化學工業(yè)等眾多部門。目前常用碎石機械有鄂式碎石機、反擊式碎石機、錘式碎石機、沖擊式碎石機、輥式碎石機、復合式碎石機等。
反擊式破碎機
反擊式破碎機產(chǎn)品配置在粗破碎機后,可破碎抗壓強度不超過320兆帕的礦石、巖石、具有處理量大、排料細的特點。
四輥破碎機
四輥破碎機是一種冶金礦山設備配套中、細碎產(chǎn)品,也可通過調(diào)整上、下輥的間隙,破碎所需粒度的物料。
破碎機生產(chǎn)線
破碎機生產(chǎn)線由給料機、顎式破碎機、液壓圓錐破碎機、振動篩、立式?jīng)_擊破碎機等主要設備組成,配合皮帶輸送機等可組成完整的石料生產(chǎn)線。
四齒輥破碎機
四齒輥破碎機適用于抗壓強度小于150Mpa、濕度小于20%的中硬度及軟物料的細碎及中碎作業(yè)。
雙級破碎機
雙級破碎機可以粉碎煤矸石,頁巖,爐渣,煤渣,礦渣,礦石,石頭與石灰石等100多種原料。
雙輥式破碎機
雙輥式破碎機(對輥式破碎機|對輥破碎機|雙輥破碎機)適用于在水泥,化工,電力,冶金,建材,耐火材料等工業(yè)部門破碎中等硬度的物料,如石灰石,爐渣,焦炭,煤等物料的中碎,細碎作業(yè)。
振動機
振動篩分機(振動篩、圓振動篩)做圓形運動,是一種多層數(shù)、高效新型振動機。
雙齒輥式破碎機
雙齒輥式破碎機適用于煤炭、冶金、礦山、化工、建材等行業(yè)更適用于大型煤礦或選煤廠原煤(含矸石)的破碎。
石灰石破碎機
石灰石破碎機廣泛適用于花崗巖、玄武巖、石灰?guī)r、河卵石、水泥熟料、石英石、鐵礦石、鋁礬土等多種礦物的細式破碎。
濕煤破碎機
濕煤破碎機適用于煤炭,電力,科研等行業(yè)和部門破碎干燥或含有大于15%水分的煤炭,礦石,巖石或其它中等硬度物料。
破碎機器
PF系列反擊式破碎機器主要用于中碎,可破碎抗壓強度不超過320 兆帕的物料,適宜生產(chǎn)高等級公路、水電、建筑等行業(yè)用石料。
密封錘式破碎機
密封錘式破碎機常被用于對原材料的中碎和細碎,如煤、焦碳、石灰石、硫鐵礦、磷礦石、煤矸石等各種需要破碎的物料,廣泛應用于冶金行業(yè)、建材行業(yè)。
錳鋼雙輥破碎機
錳鋼雙輥破碎機可供選礦、化工、水泥、耐火材料、磨料、建筑材料等工業(yè)部門中細碎各種高、中等硬度的礦石和巖石之用。
煤炭破碎機
煤炭破碎機可廣泛適用于水泥廠的生料、熟料細碎作業(yè),同時也可用于白云石、焦寶石、鉛鋅礦、蛇紋石、高爐渣、煤矸石、磷礦石等中等硬度物料的細碎作業(yè)。
鏈式破碎機
鏈式破碎機適用于復合肥生產(chǎn)中塊狀物的破碎,同時也廣泛用于化工、建材、礦山等行業(yè)。
立軸沖擊式破碎機
PCL立軸沖擊式破碎機是常用制沙機械,目前已經(jīng)替代錘式破碎機機、對輥破碎機、棒磨機等傳統(tǒng)設備,成為制沙行業(yè)的主流制沙設備。該制砂機設備廣泛應用于各種礦石、水泥、耐火材料、鋁礬土熟料、金剛砂、玻璃原料等高硬、特硬物料的中、細碎領域。
立式復合式破碎機
立式復合破碎機是綜合國內(nèi)外同類破碎機技術,對主要技術參數(shù)進行優(yōu)化設計研制而成的新型細碎、粗磨產(chǎn)品。
立式?jīng)_擊破碎機
PL立式?jīng)_擊破碎機廣泛用于水利水電、耐火材料、建筑、高等級公路、鐵路等行業(yè)的人工制砂作業(yè)。
礦山破碎設備
礦山破碎設備是指礦山設備中的選礦設備中的破碎機械-破碎機。礦山破碎設備廣泛運用于礦山、冶煉、建材、公路、鐵路、水利和化學工業(yè)等眾多部門。
可逆錘式破碎機
PCKW系列可逆錘式破碎機主要用途適用于破碎中等硬度脆性物料,如煉焦用煤、小塊石灰石、石膏、明礬、磚、瓦等。
剪切式破碎機
剪切式破碎機廣泛應用于建材、冶金、礦山等行業(yè)物料的細碎。尤其適用于水泥熟料的細碎,以破代磨,以提高磨機產(chǎn)量。
腭式破碎機
腭式破碎機廣泛運用廠礦山、冶煉、建材,公路、鐵路、水利和化學工業(yè)等眾多部門,破碎抗壓強度不超過350兆帕的各種物料。
鵝卵石破碎機
鵝卵石破碎機具有破碎比大、產(chǎn)品粒度均勻、結構簡單、工作可靠、維修簡便、運營費用經(jīng)濟等特點。廣泛運用于礦山、冶煉、建材、公路、鐵路、水利和化學工業(yè)等眾多部門。
單輥破碎機
單輥破碎機適宜用來粉碎中硬或松軟的物料,比如石灰石、硬質(zhì)粘土及煤塊等。
礦山破碎機
顎式破碎機是常用礦用破碎機(礦山碎石機),廣泛用于水電、高速公路、人工砂石料、破碎等行業(yè)。具有破碎比大、產(chǎn)量高、產(chǎn)品粒度均勻、結構簡單、工作可靠、維修簡便、運營費用經(jīng)濟等特點,是常用的礦山破碎機。
單段破碎機
DPC系列單段破碎機廣泛應用于水泥、陶瓷、玻璃、人工砂石、煤炭、非金屬礦山和新型綠色建材等行業(yè)。

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CZ系列倉壁振動器
倉壁振動器用于防止和排除各種料倉由于物料的內(nèi)摩擦、潮解、帶電、成分偏析等原因引起的“堵塞”、“塔拱”現(xiàn)象;亦可用于清除各種倉壁、管道粘結物料
防閉塞裝置(ZFB)
ZFB防閉塞裝置(倉壁振動器)廣泛應用于冶金、化工、建材、火電、煤炭、食品、水泥、制藥、化肥、糧食、鑄造、陶瓷、磨料等行業(yè)中貯料倉的防閉塞之用。
慣性振動器(ZG)
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振動電機
振動電機礦山、鑄造、冶金、煤炭、電力、糧食、港口、化工、建材、機械、陶瓷等工業(yè)部門的理想配套設備,有著極其廣泛的應用范圍。

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