По мере того как технологии робототехники продолжают развиваться в сторону повышения точности и динамических характеристик, двигатели сочленений роботов, часто называемые "двигательными клетками" роботов, играют критическую роль в определении общей гибкости, грузоподъемности и надежности системы. Анализ их ключевых показателей производительности необходим для оптимизированного проектирования и правильного выбора.

1. Точность и повторяемость

Точность и повторяемость являются основными критериями оценки способности управления сочленением. Абсолютная точность означает отклонение между фактическим положением и целевым положением и зависит от разрешения энкодера, люфта передачи и механической деформации. Повторяемость описывает согласованность при многократном достижении одной и той же целевой точки и лучше отражает стабильность системы.

Промышленные коллаборативные роботы обычно требуют повторяемости на уровне ±0,02 мм, в то время как прецизионные сборочные приложения требуют точности до субмиллиметра или даже выше. Эта производительность зависит от комбинации высокоразрешающих энкодеров (например, 23-битных абсолютных энкодеров) и редукторов с малым люфтом.

2. Плотность крутящего момента и выходная способность

Плотность крутящего момента и выходная способность определяют потенциал нагрузки сочленения. Плотность крутящего момента относится к выходному крутящему моменту на единицу массы или объема (Нм/кг или Нм/л), что напрямую влияет на облегченную конструкцию робота и соотношение грузоподъемности к весу.

Например, благодаря компактной конструкции гармонические редукторы могут увеличить плотность крутящего момента в 3–5 раз по сравнению с традиционными планетарными редукторами, что позволяет коллаборативным роботам достигать проворного движения с грузоподъемностью 7 кг. Непрерывный крутящий момент и пиковый крутящий момент должны соответствовать требованиям приложения: роботы для обработки материалов делают акцент на непрерывном крутящем моменте, в то время как высокоскоростные приложения захвата и размещения полагаются на кратковременный пиковый крутящий момент для поддержки ускорения и замедления.

3. Скорость отклика и полоса пропускания

Скорость отклика и полоса пропускания отражают динамические характеристики. Полоса пропускания относится к диапазону частот, в котором сочленение может эффективно отслеживать командные сигналы. Более высокая полоса пропускания обеспечивает более быстрый отклик и более плавное отслеживание траектории.

Плотность мощности серводвигателя, жесткость на кручение редуктора и задержка алгоритма управления совместно ограничивают полосу пропускания. Промышленные сочленения роботов обычно требуют полосы пропускания в диапазоне 10–50 Гц для удовлетворения требований высокоскоростного планирования траектории.

4. Надежность и срок службы

Надежность и срок службы напрямую влияют на долгосрочные эксплуатационные расходы. Ключевыми показателями являются среднее время наработки на отказ (MTBF) и усталостный срок службы передаточных компонентов, таких как редукторы и подшипники.

Например, отказы в гармонических редукторах часто вызваны усталостью гибкого колеса. Качественные продукты могут достигать срока службы от нескольких тысяч до десятков тысяч рабочих часов, что обеспечивается усилением материала (например, гибкие колеса из титанового сплава) и оптимизированной смазкой.

5. Интеграция и совместимость

Кроме того, интеграция и совместимость влияют на эффективность разработки. Высокоинтегрированные модули, объединяющие двигатель, драйвер и энкодер, снижают сложность проводки и сокращают сроки развертывания. Открытые интерфейсы, поддерживающие основные протоколы, такие как EtherCAT и CAN, обеспечивают беспрепятственную координацию с системами управления более высокого уровня.

Если вы ищете поставщика двигателей сочленений роботов, свяжитесь с нами, чтобы получить полную документацию по продукту и профессиональную техническую поддержку.