《工业机器人与智能制造》课件10-1.4 工业机器人常用驱动方式1

《先进制造技术》单元1工业机器人的基础认知延时符单元1工业机器人的基本认知1.1工业机器人的基础知识1.2工业机器人常用机械传动部件1.3工业机器人常用传感器1.4工业机器人常用驱动方式1.5机器人安全操作规程1.4

工业机器人常用驱动方式1.4.1电动机驱动及其制动器1.4.2液压驱动1.4.3气压驱动1.4

工业机器人常用驱动方式工业机器人驱动是按照电信号的指令，将来自电、液压和气压上等各种能源产生的力矩和力，直接或间接地驱动机器人本体以获得机器人的旋转运动、直线运动等的执行机构。工业机器人常用的驱动方式有:电动机驱动、液压驱动和气压驱动1.4.1

电动机驱动及其制动器电动机驱动是利用各种电动机产生的力或力矩，直接或间接经过减速机构去驱动机器人的关节，以获得要求的位置、速度和加速度。电动机驱动具有无环境污染、易于控制、运动精度高、成本低、驱动效率高等优点，在机器人领域伺服电动机驱动应用最为广泛。1.4.1

电动机驱动及其制动器伺服控制系统伺服系统是一种以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统，一般包括伺服驱动器和伺服电机。使用在伺服系统中的驱动电机要求具有响应速度快、定位准确、合适转动惯量。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。一般情况下，对于交流伺服驱动器，可通过对其内部功能参数进行人工设定而实现位置控制、速度控制、转矩控制等多种功能。1.4.1

电动机驱动及其制动器电机用于驱动机器人的关节，要求是要有最大功率质量比和扭矩惯量比、高启动转矩、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，并且有较大的短时过载能力。1.4.1

电动机驱动及其制动器电机性能比较从使用上的角度来分析：

1、频矩特性：伺服电机>步进电机

2、控制精度：伺服电机>步进电机3、低频特性：伺服电机>步进电机

4、过载能力：伺服电机>步进电机5、控制性能：伺服电机>步进电机6、响应特性：伺服电机>步进电机1.直流伺服电动机驱动直流伺服电动机是用直流供电的伺服电动机。其功能是将输入的受控电压／电流能量转换为电枢轴上的角位移或角速度输出。由定子、转子（电枢）、换向器和机壳组成。定子的作用是产生磁场；转子由铁芯、线圈组成，用于产生电磁转矩；换向器由整流子、电刷组成，用于改变电枢线圈的电流方向，保证电枢在磁场作用下连续旋转。1.直流伺服电动机驱动2.交流倒服电动机驱动伺服驱动器又称伺服控制器、伺服放大器，是用来控制伺服电动机的一种控制器。一般是通过位置、速度和扭矩3种方式对伺服电机进行控制，实现高精度的传动系统定位。1）位置控制一般是通过输入脉冲的个数来确定转动的角度。2）速度控制通过外部模拟量（电压）的输入或脉冲频率来控制转速。3）转矩控制通过模拟量（电压）的输入或直接地址的赋值来控制输出转矩的大小。3.步进电动机驱动步进电动机是一种将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的控制电动机。向步进电动机送一个控制脉冲，其转轴就转过一个角度（即步进角、步距角）或移动一个直线位移，称为一步。脉冲数增加，角位移(或线位移)随之增加；脉冲频率高，则步进电动机的旋转速度就高，反之则低；分配脉冲的相序改变，步进电动机则反转。步进电动机的运动状态为步进形式，故称为步进电动机。4.制动器大部分工业机器人的机械臂在