工業機器人的驅動系統及選用原則

2021-05-12 10:04:53 28

發布日期:2021-04-19  來源:網絡


工業機器人的驅動系統,按動力源可分為液壓,氣動和電動三大類;這三類基本驅動系統的各有自己的特點,實際應用中可根據需要組合成復合式的驅動系統。

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液壓驅動系統

      液壓技術是一種比較成熟的技術,具有動力大、力(或力矩)與慣量比大、快速響應高、易于實現直接驅動等特點。適于在承載能力大、慣量大以及在防焊環境中工作的機器人中應用。

      不過液壓系統需進行能量轉換(電能轉換成液壓能),速度控制多數情況下采用節流調速,效率比電動驅動系統低。液壓系統的液體泄泥會對環境產生污染,工作噪聲也較高。因這些弱點,近年來,在負荷為100kg以下的機器人中往往被電動系統所取代。

氣動驅動系統

      氣動驅動系統具有速度快、系統結構簡單、維修方便、價格低等特點。適于在中、小負荷的機器人中采用。但因難于實現伺服控制,多用于程序控制的機械人中,如在上、下料和沖壓機器人中應用較多。

電動驅動系統

      由于低慣量、大轉矩交、直流伺服電機及其配套的伺服驅動器(交流變頻器、直流脈沖寬度調制器)的廣泛采用,這類驅動系統在機器人中被大量選用。這類系統不需能量轉換,使用方便、控制靈活。大多數電機后面需安裝精密的傳動機構。直流有刷電機不能直接用于要求防爆的環境中,成本也較液壓、氣動兩種驅動系統高。但因這類驅動系統優點比較突出,因此在機器人中被廣泛的選用。

選用原則

      工業機器人驅動系統設計中需要重點考慮控制方式、作業環境要求、性價比和機器操作運行速度四方面的內容,常見應用機器人的選用原則如下。

1、物料搬運(包括上、下料)、沖壓用的有限點位控制的程序控制機器人,低速重負載的可選用液壓馭動系統;中等負載的可選用電動驅動系統;輕負載、高速的可選用氣動驅動系統。沖壓機器人多選用氣動驅動系統。

      點焊、弧焊及噴涂作業機器人中,只需要做任意點位和連續軌跡控制功能的,需要采用電液或電動伺服驅動系統。如果是控制精度要求較高,多采用電動伺服驅動系統;重負載搬運及防爆噴涂機器人采用電液伺服控制。

2、噴涂機器人,由于工作環境需要防爆,多采用電液伺服驅動系統和具有本質安全型防爆的交流電動伺服驅動系統。

      水下機器人、核工業機器人、空間機器人、易燃易爆環境機器人以及放射性環境作業機器人等特種機器人,采用交流伺服驅動較為妥當。

3、點位重復精度和運行速度(≤4.5m/s)要求較高的裝配機器人,可采用交流、直流或步進電機伺服系統;如果對速度、精度要求更高,則采用直流伺服驅動系統。



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