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制造视角 | 工业机器人三大驱动系统及选用原则

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工业机器人的驱动系统,按动力源可分为液压,气动和电动三大类;这三类基本驱动系统的各有自己的特点,实际应用中可根据需要组合成复合式的驱动系统。


液压驱动系统

液压技术是一种比较成熟的技术,具有动力大、力(或力矩)与惯量比大、快速响应高、易于实现直接驱动等特点。适于在承载能力大、惯量大以及在防焊环境中工作的机器人中应用。

不过液压系统需进行能量转换(电能转换成液压能),速度控制多数情况下采用节流调速,效率比电动驱动系统低。液压系统的液体泄泥会对环境产生污染,工作噪声也较高。因这些弱点,近年来,在负荷为100kg以下的机器人中往往被电动系统所取代。


动驱动系统

气动驱动系统具有速度快、系统结构简单、维修方便、价格低等特点。适于在中、小负荷的机器人中采用。但因难于实现伺服控制,多用于程序控制的机械人中,如在上、下料和冲压机器人中应用较多。


电动驱动系统

由于低惯量、大转矩交、直流伺服电机及其配套的伺服驱动器(交流变频器、直流脉冲宽度调制器)的广泛采用,这类驱动系统在机器人中被大量选用。这类系统不需能量转换,使用方便、控制灵活。大多数电机后面需安装精密的传动机构。直流有刷电机不能直接用于要求防爆的环境中,成本也较液压、气动两种驱动系统高。但因这类驱动系统优点比较突出,因此在机器人中被广泛的选用。


选用原则

工业机器人驱动系统设计中需要重点考虑控制方式、作业环境要求、性价比和机器操作运行速度四方面的内容,常见应用机器人的选用原则如下。

Part 01
物料搬运(包括上、下料)、冲压用的有限点位控制的程序控制机器人,低速重负载的可选用液压驭动系统;中等负载的可选用电动驱动系统;轻负载、高速的可选用气动驱动系统。冲压机器人多选用气动驱动系统。
点焊、弧焊及喷涂作业机器人中,只需要做任意点位和连续轨迹控制功能的,需要采用电液或电动伺服驱动系统。如果是控制精度要求较高,多采用电动伺服驱动系统;重负载搬运及防爆喷涂机器人采用电液伺服控制。
Part 02
喷涂机器人, 由于工作环境需要防爆,多采用电液伺服驱动系统和具有本质安全型防爆的交流电动伺服驱动系统。
水下机器人、核工业机器人、空间机器人、易燃易爆环境机器人以及放射性环境作业机器人等特种机器人,采用交流伺服驱动较为妥当。
Part 03
点位重复精度和运行速度(≤4.5m/s)要求较高的装配机器人,可采用交流、直流或步进电机伺服系统;如果对速度、精度要求更高,则采用直流伺服驱动系统。

文章来源:中自网

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