機器人對伺服電機及驅動器要求

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作為工業機器人必不可少的關鍵零部件——伺服系統是以變頻技術基礎發展起來的產品，它通常由伺服電機以及伺服驅動器組成。伺服系統除了可以進行速度與轉矩控制外，還可以進行精確、快速、穩定的位置控制。

機器人電動伺服驅動系統是利用各種電機產生的力矩和力，直接或間接地驅動機器人本體以獲得機器人的各種運動的執行機構。

對工業機器人關節驅動的電動機，要求有最大功率質量比和扭矩慣量比、高起動轉矩、低慣量和較寬廣且平滑的調速范圍。特別是像機器人末端執行器（手爪）應采用體積、質量盡可能小的電機，尤其是要求快速響應時，伺服電機必須具有較高的可靠性和穩定性，并且具有較大的短時過載能力。這是伺服電機在工業機器人中應用的先決條件。

機器人對關節驅動電機的要求非常嚴格：

首先就是快速響應性。電機從獲得指令信號到完成指令所要求的工作狀態的時間應短。響應指令信號的時間愈短，電伺服系統的靈敏性愈高，快速響應性能愈好，一般是以伺服電機的機電時間常數的大小來說明伺服電機快速響應的性能。

其次，起動轉矩慣量比大。在驅動負載的情況下，要求機器人的伺服電機的起動轉矩大，轉動慣量小。

第三，控制特性的連續性和直線性，隨著控制信號的變化，電機的轉速能連續變化，有時還需轉速與控制信號成正比或近似成正比。隨后，調速范圍寬。能使用于1：1000～10000的調速范圍。當然，為了配合機器人的體形，伺服電機必須體積小、質量小、軸向尺寸短。最后就是能經受得起苛刻的運行條件，可進行十分頻繁的正反向和加減速運行，并能在短時間內承受數倍過載。

交流伺服驅動器因其具有轉矩轉動慣量比高、無電刷及換向火花等優點，在工業機器人中得到廣泛應用。一般情況下，同步式交流伺服驅動器通常采用電流型脈寬調制（PWM）相逆變器和具有電流環為內環、速度環為外環的多閉環控制系統，以實現對三相永磁同步伺服電機的電流控制。