工业机器人的伺服电机如何颐养以及机器人中心部件伺服系统的解析 

国度在工业范畴的一系列产业政策都盘绕着推进先进制造的数字智能化而展开，进而鼎力促使各大中型主干企业纷繁开端了数字化的转型晋级。所谓的数字化晋级，在硬件设备层面，实质就是机电一体化的消费形式，即工业自动化。

工业机器人是工业自动化消费的根底设备，伺服控制系统是机器人的重要组成局部。

工业机器人要完成智能数字化的消费制造任务，关键中心在于驱动其学习和行动的大脑：伺服控制系统。伺服控制系统是工业机器人完成工业自动化的重要组成局部，是自动化制造过程中完成准确定位、精准运动的必要机构。

在构造组成方面，工业机器人的伺服控制系统由伺服驱动控制器、伺服电机、减速机、反应安装（编码器和传感器）四大局部构成。此根底上再深化进化，比方要进化到数字化智能制造，则还需与云AI（人工智能云）分离，经过建构大数据的神经元网络化模型完成工业机器人的自学习进化才能。

虽然运用工业机器人不只仅在于替代人力，它或许能在将来具有强大的制造才能，但关于机器人制造商和机器人用户而言，选择适宜的伺服控制系统一直是一项困难的任务。在工业机器人的总制形成本中，伺服控制系统的本钱就高达70%之多（含减速机），而其本体及相关附件仅占30%不到，由此可见，伺服控制系统是完成机器人本体控制和驱动机构控制的重要局部。

普通来说，工业机器人的伺服控制系统包括信息信号安装（如PLC工控或处置器或云AI）和传感器、伺服控制器、伺服电机和执行机构（减速机、执行手臂、操作器等）。通常状况下，机器人伺服控制系统是指应用于多轴运动控制的精细伺服系统。

一个多轴运动控制系统是由高阶运动控制器与低阶伺服驱动器所组成，运动控制器担任运动控制命令译码、各个位置控制轴彼此间的相对运动、加减速轮廓控制等等，其主要作用在于降低整体系统运动控制的途径误差;伺服驱动器担任伺服电机的位置控制，其主要作用在于降低伺服轴的跟随误差。

伺服驱动器发出驱动控制信号的源头来自上层处置器（目的发作安装，也能够是PLC）或半闭式和全闭式的传感系统。伺服电机能够是异步电机也能够是同步电机，详细视运用场景的功率而定；机械部件即为执行机构（减速机亦在其中），即在电机的驱动下作出人类所需求的执行动作，如动作的速度、位置精度、以及力度等等与减速机和伺服控制的算法关系亲密。

简单地说，伺服控制驱动器是应用各种电机产生的力矩和力，直接或间接地驱动机器人本体以取得各种运动的执行机构，它具有转矩转动惯量比高、无电刷及换向火花等优点，在机器人中应用普遍。

伺服控制系统的特性和请求

工业机器人的伺服控制系统与普通机床的进给系统有实质上差异，它能依据指令信号准确地控制执行部件的运动速度、位置以及力矩，假如在伺服控制器上增加边缘计算才能，则还会具有一定的检测和学习才能。伺服控制系统是数控安装和消费机台的联络环节，是数字化智能制造系统的重要组成，它具有以下特性：

1、必需具备高精度的传感器，能精确地给出输出量的电信号。

2、功率放大器以及控制系统都必需是可逆的。

3、足够大的调速范围及足够强的低速带载性能。

4、快速的响应才能和较强的抗干扰才能。

5、功用可扩展性，如协议兼容、智能进化、馈变反响等。

工业机器人对伺服电机的请求比其它局部都要高得多

首先请求伺服电机具有快速响应性。电机从取得指令信号到完成指令所请求的工作状态的时间应短。响应指令信号的时间愈短，电伺服系统的灵活性愈高，快速响应性能愈好，普通是以伺服电机的机电时间常数的大小来阐明伺服电机快速响应的性能。

其次，伺服电机的起动转矩惯量比要大。在驱动负载的状况下，请求机器人的伺服电机的起动转矩大，转动惯量小。

最后，伺服电机要具有控制特性的连续性和直线性，随着控制信号的变化，电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。

当然，为了配合机器人的体形，伺服电机必需体积小、质量小、轴向尺寸短。还要禁受得起苛刻的运转条件，可停止非常频繁的正反向和加减速运转，并能在短时间内接受数倍过载。

工业机器人伺服控制系统的开展趋向

随着工业机器人的应用越来越多，用户对伺服控制驱动技术的请求也越来越高。总的来说，伺服系统的开展趋向能够概括为以下几个方面：

集成化：伺服控制系统的输出器件越来越多地采用开关频率很高的新型功率半导体器件如IGBT和DSP集成电路以及一些边缘计算芯片等，这些器件将输入隔离、能耗制动、过温、过压、过流维护及毛病诊断等功用全部集成于一个不大的模块之中，构成高精度的全闭环调理系统。高度的集成化显著地减少了整个控制系统的体积。

智能和网络化：伺服控制系统的智能化，将来将趋向云端大数据计算的开展，表如今以下几个方面:系统的一切运转参数都能够经过人机对话的方式由处置器来完成（远程在线编程）;它们具有毛病自诊断与剖析功用，参数自整定和自学习的功用；完成更牢靠、更稳定的平安消费预监测体系和信息平安防护机制，这是传统工业自动化无法达成的任务。

联机云端的大数据处置中心，能够给予带自整定功用的伺服单元停止云端仿真试运转（数字孕生技术），自动与人类或周边机器人完成其最优化的协作，使得数字化智能工厂的产线消费更平安。

简易化和节能：这里所说的“简”不是简单而是精简，即依据企业用户状况，将用户运用的伺服功用予以强化，使之专而精，而将不运用的一些功用予以精简，从而降低了伺服系统本钱，为客户发明更多的收益。比方，伺服系统因无须象传统液压机电系统一样处于全时的全功率运转，一是依据详细的驱动指令请求、输出肯定数值的力矩动作；二是在没有驱动指令时则没有驱动电流输出；这样就能够大大俭省电力能耗的耗费。通常，运用伺服系统的数字化设备相对传统的液压驱动设备，可节能30%-70%。国产伺服控制系统的市场现状（以下数据和局部结论源自高工机器人研讨所）

工业机器人用伺服系统作为机器人重要的中心零部件之一，随着机器人市场前景看好，机器人用伺服系统将在交流伺服市场范围比重中逐步上升。GGII估计，至2023年，机器人用伺服系统市场占比将提升至40%以上，市场范围达41.0亿元。

目前国内主要的上市伺服厂商有新时达、华中数控、埃斯顿、雷赛智能等。

新时达

上海新时达电气股份有限公司是专业研发作产销售工业控制、传动控制、运动控制和机器人产品并效劳于全球的高新技术企业，创建于1995年。

自创建以来，新时达一直努力于产业自动化控制产物的研发、制造和销售。基于本身在运动控制和驱动范围的研讨成就，新时达肯定了运动控制和产业机器人的业务生长倾向。机器人是产业自动化控制的最高端产物之一，是最具有代表性的 控制、驱动、执行一体化产物，新时达研发乐成基于以太网总线技术的高性能嵌入式运动控制器和伺服系统等为机器人产物的市场疾速推行提供了技术完成平台。

华中数控

武汉华中数控股份有限公司创建于1994年，具有自主学问产权的伺服驱动和主轴驱动安装性能指标到达国际先进程度，自主研制的5轴联动高档数控系统已有150多台在汽车、能源、航空等范畴胜利应用。公司研制的60多种专用数控系统，应用于纺织机械、木工机械、玻璃机械、注塑机械以及雷达、火炮等武器配备。公司红外热像仪产品已普遍应用于钢铁、能源、化工、医疗等行业。

埃斯顿

埃斯顿自动化公司成立于1993年，是国内高端智能机械配备及其中心控制和功用部件制造业领军企业之一。

产品包括金属成型机床数控系统、电液伺服系统、交流伺服系统和工业机器人等，伺服系统收入占总收入的40%左右，售后效劳方面具备一定的优势，同时产品功用比拟丰厚。

雷赛智能

深圳市雷赛智能控制股份有限公司是智能配备运动控制范畴的知名品牌和行业领军企业。2021年入选深圳市年度“专精特新”企业。

雷赛专注于运动控制技术的创新研发，依托“智能配备运动控制与应用技术工程实验室”等多个政府支持的重点研发平台，积极展开运动控制产品的各种行业研讨与应用，聚焦伺服电机驱动系统、步进电机驱动系统、运动控制卡、运动控制器等系列产品的研发，逐渐突破国外垄断，填补了多项国内行业空白。

ABB工业机器人伺服电机颐养办法

1.操作环境有必要一直坚持单调，伺服电机的外表有必要坚持清洁，并且进气口不得被尘土，纤维等阻塞。

2.伺服电机的热维护继续作业时，应查看是由于伺服电机缺陷或过载惹起的，或许维护设备的设定值能否过低。清扫缺陷后，即可投入作业。

3.保证伺服电机在作业期间光滑超卓。普通伺服电机作业约5000个小时，即有必要添加或交换光滑脂，假定轴承在作业过程中过热或光滑变差，液压有必要及时交换光滑脂。交换光滑脂时，请去除用过的光滑油，并用汽油清洁轴承油槽和轴承盖，然后用ZL锂基光滑脂填充轴承内外圈之间空腔的1/2(对2极）及2/3(对4、6、8极)。

4.当轴承寿数完毕时，工业机器人伺服电机的振荡和噪声将大大添加，请查看轴承的径向游隙能否抵达以下值：

轴承需求交换

5.拆开伺服电机时，可将转子从轴的延伸端或未延伸端拉出。假定不需求卸下电扇，则更便当地从非轴伸端卸下转子。从定子上拆下转子时，请避免损坏定子绕组或绝缘层。

6.交换绕组时，应留心外形，规范，匝数，线规等。原始绕组的当您丢掉此数据时，应请求制造商随意更改原始规划绕组。普通，工业机器人伺服电机或各种物品现已损坏，乃至变得无法运用。