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交流伺服电机在工业机器人中得到广泛应用
编辑:杭州时代自动化88棋牌   时间:2019-01-04

机器人对关节驱动电机的要求非常严格,交流伺服电机在工业机器人中得到广泛应用。

目前国内高端市场主要被国外名企占据,主要来自日本和欧美,未来国产替代空间大。目前国外品牌占据了中国交流伺服市场近80%的市场份额,主要来自日本和欧美。

其中,日系产品以约50%的市场份额居首,其著名品牌包括松下、三菱电机、安川、三洋、富士等,其产品特点是技术和性能水平比较符合中国用户的需求,以良好的性价比和较高的可靠性获得了稳定且持续的客户源,在中小型OEM市场上尤其具有垄断优势。交流伺服电机

未来五年,我国伺服系统行业受益于产业升级的影响,将保持较快增长,国产替代空间还很大。

中国内较大的伺服品牌市场包括上市公司埃斯顿、汇川技术、华中数控、广州数控、金源泰,其中,汇川技术提供的机器人解决方案中伺服电机和数控系统基本实现自给,物流分拣机械设备开始使用自行研制的控制器和伺服系统,金源泰伺服能够为客户提供电机与驱动器一体化产品。

控制器

机器人控制器的软件部分是工业机器人的“心脏”,随着科技的发展,工业机器人从下位机到上位机的应用软件方面都有了不同程度的研究成果。

控制器、软件与本体一样,一般由机器人厂家自主设计研发。目前国外主流机器人厂商的控制器均为在通用的多轴运动控制器平台基础上进行自主研发,各品牌机器人均有自己的控制系统与之匹配。因此控制器的市场份额基本和机器人保持一致,国内企业控制器尚未形成市场竞争优势。

国内企业机器人控制器产品已经交为成熟,是机器人产品中与国外产品差距比较小的关键零部件,国内控制器与国外产品存在的差距主要在控制算法和二次开发平台的易用性方面。

未来几年中国国产机器人将得到快速发展,国产机器人控制器应用市场面临较好的发展契机,尤其是在运动控制领域深耕多年的企业。机器人轴数越多,对控制器性能要求也越高:机器人自由度的高低取决于其可移动的关节数目,关节数愈多,自由度越高,位移精准度也越高,其所使用的伺服电机数量就相对较多,即越精密的工业型机器人所用的伺服电机数量愈多。

一般每台多轴机器人由一套控制系统控制,也意味着控制器性能要求越高。随着中国工业机器人的快速发展,具有较强研发能力的公司会具备更强的竞争优势。

伺服电机功率计算选型

伺服电机的功率,应根据生产机械所需要的功率来选择,尽量使电机在额定负载下运行。选择时应注意以下两点:

1、如果电机功率选得过小.就会出现“小马拉大车”现象,造成电机长期过载.使其绝缘因发热而损坏.甚至电机被烧毁。

2、如果电机功率选得过大.就会出现“大马拉小车”现象.其输出机械功率不能得到充分利用,功率因数和效率都不高,不但对用户和电网不利。而且还会造成电能浪费。

要正确选择电机的功率,必须经过以下计算或比较:

p=f*v /1000 (p=计算功率kw,f=所需拉力n,工作机线速度m/s)

对于恒定负载连续工作方式,可按下式计算所需电机的功率:

p1(kw):p=p/n1n2

式中n1为生产机械的效率;n2为电机的效率,即传动效率。

按上式求出的功率p1,不一定与产品功率相同。因此.所选电机的额定功率应等于或稍大于计算所得的功率。

此外.常用的是类比法来选择电机的功率。所谓类比法。就是与类似生产机械所用电机的功率进行对比。

具体做法是:了解本单位或附近其他单位的类似生产机械使用多大功率的电机,然后选用相近功率的电机进行试车。试车的目的是验证所选电机与生产机械是否匹配。

验证的方法是:使电机带动生产机械运转,用钳形电流表测量电机的工作电流,将测得的电流与该电机铭牌上标出的额定电流进行对比。如果电功机的实际工作电流与铭脾上标出的额定电流上下相差不大.则表明所选电机的功率 合适。

如果电机的实际工作电流比铭牌上标出的额定电流低70%左右.则表明电机的功率选得过大,应调换功率较小的电机。如果测得的电机工作电流比铭牌上标出的额定电流大40%以上.则表明电机的功率选得过小,应调换功率较大的电机。

实际上应该是考虑扭矩(转矩),电机功率和转矩计算公式。

即t = 9550p/n

式中:

p— 功率,kw;

n— 电机的额定转速,r/min;

t— 转矩,nm。

电机的输出转矩一定要大于工作机械所需要的转矩,一般需要一个安全系数。

机械功率公式:p=txn/97500

p:功率单位w

t:转矩,单位克/㎝

n:转速,单位r/min


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