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如何提高機器人伺服的過載能力

說起對工業機器人的性能要求，無非就是“快、準、狠”三字。其實這也就是對機器人關節伺服電機的要求，今天我們就來拆解一下這三字背后的含義。

其中“快”、“準”的意思大家都非常好了解，就是要求伺服電機的響應速度要快，控制精度要高。而“狠”字又怎么解呢？其實大家仔細想想，伺服電機除了又快又準外，我們對它的余下要求就是過載能力強，即“狠”了。

1.1 為什么伺服電機要求過載能力強？

由于伺服電機在機器人上主要用于驅動關節的運動，因此它需要進行頻繁正反轉短時運行。而在這種頻繁正反轉，而且又帶著一定慣量的負載，還要求控制速度非常快的情況下，對伺服電機的過載能力（過載扭矩、過載 電流）要求是非常高的。

由上述公式可知，實際伺服電機在帶載啟動時，除了加載的扭矩Tload和摩擦系數Kn外，還會因為負載慣量J和角加速度dω/dt的影響導致啟動扭矩變大。特別是電機加速得越快，dω/dt越大，J不變，Te就越大，伺服電機的扭矩過載能力就必須越強。

1.2 如何測量伺服電機過載能力？

大家都知道要用測功機來測量電機的扭矩-轉速 曲線，從而獲取電機的扭矩輸出性能。但這里有個問題，就是扭矩-轉速曲線所反映的，是電機在恒轉速下的扭矩輸出能力，并不能反映伺服電機的過載能力。而往往伺服電機的運行，連續運行時輸出的力并不大，只是啟動和制動時的大，如果依據扭矩-轉速曲線來做電機選型，將會嚴重放大選型電機的功率。

因此，要測伺服電機的瞬時過載扭矩，還是需要測量電機的動態扭矩曲線。特別對于伺服驅動器設計來說，還必須同時測量電機的輸入動態電流曲線，且電流曲線和扭矩曲線必須同步，才能準確捕捉到伺服電機的過載能力特性。

1.3 伺服電機過載測試解決方案

針對測功機無法做動態扭矩曲線測試這一難題，致遠電子基于十幾年來的數據采集技術經驗，推出MPT電機測試系統，為用戶提供電機動態波形同步采集的解決方案。MPT電機測試系統針對伺服電機的動態曲線測量，可提供以下特點：

1、1kSa/s以上的轉矩數據記錄及波形描繪能力，準確分析伺服電機的峰值過載性能；

2、可提供0.01%的電參數測量精度，0.05%的扭矩測量精度；

3、多通道同步采樣技術，支持電機的轉速、扭矩、電壓、電流等參數的實時同步波形記錄，為電機特性數據分析提供有力的依據。

上海先予工業自動化設備有限公司是一家集非標制定、研發、生產、銷售、工程服務為一體的工業裝備制造企業。公司以自主核心技術和系統集成優勢為依托，針對企業用戶在生產過程控制中的各種復雜控制要求，采用DCS和PLC等控制系統為企業量身定制，技術、可靠性高、經濟實用的電氣和自動化控制，生產，輸送，包裝、清洗系統，提供完整的非標制定自動化生產解決方案，從而有效為企業降低勞動力成本、提高品質、提升效率。