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减速器凭甚么替换机电转速去掌握机器人枢纽活动?

  • 原创更新工夫:2018-06-02点击:8次
  •   从机器人臂部结构图中我们能够看到,正在机器人枢纽处皆安装有机电和减速机用来掌握枢纽活动,那么题目去了:
     
          正在机器人体系中,为何不克不及间接掌握伺服机电转子转速掌握枢纽活动,为什么借需求减速器?
     
          要回答这个问题,起首要明白产业机器人枢纽的工况:
     
          -威尼斯人5003.com1. 产业机器人的枢纽需求撑住后端机构因为重力发生的扭矩。
     
          2 . 产业机器人枢纽转速不下。机器人枢纽角速度很低,可机电正在极低的速度下迁移转变是不安稳的,掌握不容易,需求一个机器让机电正在较公道的转速下活动,包管活动的平顺。
     
          那么运用减速机的缘由有两点,第一点是提扭矩,第二点就是提掌握分辨率和闭环精度。
     
          比方,一个50:1的谐波减速机就能轻松将一个额定100mNm的机电的额定扭矩提拔到5Nm,价值是:
     
          1 .转子转速比直驱高49倍-威尼斯人娱乐场官网
     
          正本产业机器人的枢纽转速就不高,一样平常都是每秒一两转,额定100mNm的机电轻松跑6k转/min,白不转那么快。如果嫌转的不敷快?解决办法就是提电压,但那要思索的是轴承和转子是不是撑得住。
     
          2.重量进步到本来3倍
     
          举个例子,maxon EC45最薄的机电额定转矩为83mNm,重110g;maxon EC90的额定转矩为560mNm,重600g。从这个两个数据动身,能够脑补一下额定5Nm的机电重量是多少倍。
     
          -澳门威尼斯人娱乐城3.保持雷同扭矩时,发烧功率是不加减速机的1/2500
     
          实在不是道额定100mNm的机电干不到5Nm,也是能够做到的,只要往死里提电流便好了,但如许将会形成机电快速发烫,撑不了几秒就得冒烟,就算上了水冷电费也会对照多。要念到达雷同扭矩又不想太烫就得换扭矩/发烧效力下且热阻小、热容量大的机电,但如许便又回到2所说的题目了。
     
          另外,运用减速机的优点有:
     
          1.以更低价钱的机器实现更高的分辨率
     
          一个一般5k线的光电码盘就能实现1.44mdeg的角度分辨率(固然,若是资金太多上正余弦编码器用力细分也能够实现的);大概是一个5相1000步的步进机电能够做到7.2mdeg的分辨率(此处说的就是东方机电的33步进+50:1的谐波)。分辨率下的优点是转速掌握能够更准确,因为量化形成的阶跃发生的高频重量变得很小,掌握越发腻滑。
     
          2 . 进步闭环精度,更好的掌握掌握环路
     
          因为有个50:1的大减速比,减速机出轴遭到扰动通报到机电端便比曲驱缩减了37dB,使得闭环精度正在减速机出轴显得更高。同时转子等效的转动惯量进步到了2500倍,使得掌握环路的滞后环节受转子惯量占主导,而转子因为曲接管电磁力的驱动从而没有因为刚度形成的扭矩滞后,比曲驱要好控。
      
      
          -威尼斯人m.w10084.com除上面技术性方面的解答,这里另有一个案例,可去从另一个角度直接回覆此题目。
     
          某客户一种型号为6150的车床,卡盘为10寸(直径约250mm)液压卡盘,为了到达单边7mm的切削才能,应用主轴电机(交换异步电机)的低速大扭矩(转矩)特性,拟拔取一款7.5kw额定转速1000转的机电,同时运用1:2传动比(减速)的齿轮。
     
          已知传动比和功率、转矩成反比,即运用1:2的传动比,7.5kw的机电到达了15kw、同时2倍转矩(注重,此处不是指2倍额定转矩)的特性。若是挑选的是15kw的机电,价钱就要贵很多,安装尺寸也要变大;而加工出1:2传动比的一对齿轮不需要许多钱。
     
          不明白的可检察上面那张异步电机功率、转矩特性曲线图。(注重:和直流电机差别,异步电机是能够事情正在凌驾横转矩区的。)
      
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          除得到低速、大扭矩特性,机器人上用的直流电机能够也有这方面缘由,而所用的减速机的传动比能够更大(2级传动或更高)。
      
      
         固然,运用减速机其实不是完善的,照样有一些瑕玷,然则,两相比较之下,照样运用减速机更加适宜。
     
         运用减速机之瑕玷:
     
         1. 若是设置了减速机而编码器又装正在机电端的话,减速机的制造精度会影响现实精度;
     
         2. 多级减速机里的齿隙油膜厚度转变等小偏差经由多级放大照样会形成反复精度的下落;
     
         3. 另有减速机究竟结果有齿轮啮合或是柔轮变形,有寿命限定;
     
         4. 对多连杆机构齿隙的非线性耦合使得机器人的绝对精度较差,以是产业机器人只道反复定位精度不道绝对精度,从而使得机器人很易地道天停止离线编程,进步了布置的难度和本钱。
     
         以上就是为何不克不及间接掌握伺服机电转子转速去掌握枢纽活动,而是需求运用减速器的缘由。固然如今有直驱机电驱动的机器人,然则因为上述题目,成熟度上还差一些。
     
         总之,产业机器人上用减速机就是用电机轻易到达的下转速调换机电不容易做到的下扭矩和低质量

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