如何提高機(jī)器人伺服的過(guò)載能力
說(shuō)起對(duì)工業(yè)機(jī)器人的性能要求，無(wú)非就是“快、準(zhǔn)、狠”三字。其實(shí)這也就是對(duì)機(jī)器人關(guān)節(jié)伺服電機(jī)的要求，今天我們就來(lái)拆解一下這三字背后的含義。
其中“快”、“準(zhǔn)”的意思大家都非常好了解，就是要求伺服電機(jī)的響應(yīng)速度要快，控制精度要高。而“狠”字又怎么解呢？其實(shí)大家仔細(xì)想想，伺服電機(jī)除了又快又準(zhǔn)外，我們對(duì)它的余下要求就是過(guò)載能力強(qiáng)，即“狠”了。
1.1 為什么伺服電機(jī)要求過(guò)載能力強(qiáng)？
由于伺服電機(jī)在機(jī)器人上主要用于驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，因此它需要進(jìn)行頻繁正反轉(zhuǎn)短時(shí)運(yùn)行。而在這種頻繁正反轉(zhuǎn)，而且又帶著一定慣量的負(fù)載，還要求控制速度非?？斓那闆r下，對(duì)伺服電機(jī)的過(guò)載能力（過(guò)載扭矩、過(guò)載 電流）要求是非常高的。
由上述公式可知，實(shí)際伺服電機(jī)在帶載啟動(dòng)時(shí)，除了加載的扭矩Tload和摩擦系數(shù)Kn外，還會(huì)因?yàn)樨?fù)載慣量J和角加速度dω/dt的影響導(dǎo)致啟動(dòng)扭矩變大。特別是電機(jī)加速得越快，dω/dt越大，J不變，Te就越大，伺服電機(jī)的扭矩過(guò)載能力就必須越強(qiáng)。
1.2 如何測(cè)量伺服電機(jī)過(guò)載能力？
大家都知道要用測(cè)功機(jī)來(lái)測(cè)量電機(jī)的扭矩-轉(zhuǎn)速 曲線(xiàn)，從而獲取電機(jī)的扭矩輸出性能。但這里有個(gè)問(wèn)題，就是扭矩-轉(zhuǎn)速曲線(xiàn)所反映的，是電機(jī)在恒轉(zhuǎn)速下的扭矩輸出能力，并不能反映伺服電機(jī)的過(guò)載能力。而往往伺服電機(jī)的運(yùn)行，連續(xù)運(yùn)行時(shí)輸出的力并不大，只是啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)的大，如果依據(jù)扭矩-轉(zhuǎn)速曲線(xiàn)來(lái)做電機(jī)選型，將會(huì)嚴(yán)重放大選型電機(jī)的功率。
因此，要測(cè)伺服電機(jī)的瞬時(shí)過(guò)載扭矩，還是需要測(cè)量電機(jī)的動(dòng)態(tài)扭矩曲線(xiàn)。特別對(duì)于伺服驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，還必須同時(shí)測(cè)量電機(jī)的輸入動(dòng)態(tài)電流曲線(xiàn)，且電流曲線(xiàn)和扭矩曲線(xiàn)必須同步，才能準(zhǔn)確捕捉到伺服電機(jī)的過(guò)載能力特性。
1.3 伺服電機(jī)過(guò)載測(cè)試解決方案
針對(duì)測(cè)功機(jī)無(wú)法做動(dòng)態(tài)扭矩曲線(xiàn)測(cè)試這一難題，致遠(yuǎn)電子基于十幾年來(lái)的數(shù)據(jù)采集技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，推出MPT電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，為用戶(hù)提供電機(jī)動(dòng)態(tài)波形同步采集的解決方案。MPT電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)針對(duì)伺服電機(jī)的動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)測(cè)量，可提供以下特點(diǎn)：
1、1kSa/s以上的轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)據(jù)記錄及波形描繪能力，準(zhǔn)確分析伺服電機(jī)的峰值過(guò)載性能；
2、可提供最高0.01%的電參數(shù)測(cè)量精度，最高0.05%的扭矩測(cè)量精度；
3、多通道同步采樣技術(shù)，支持電機(jī)的轉(zhuǎn)速、扭矩、電壓、電流等參數(shù)的實(shí)時(shí)同步波形記錄，為電機(jī)特性數(shù)據(jù)分析提供有力的依據(jù)。
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