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機(jī)械手臂集成電機(jī)——機(jī)械手臂用什么電機(jī)

機(jī)械手是用直流伺服電機(jī)控制。

伺服系統(tǒng)（servo mechanism）是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)（或給定值）的任意變化的自動(dòng)控制系統(tǒng)。伺服主要靠脈沖來定位，基本上可以這樣理解，伺服電機(jī)接收到1個(gè)脈沖，就會(huì)旋轉(zhuǎn)1個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的角度，從而實(shí)現(xiàn)位移，因?yàn)?，伺服電機(jī)本身具備發(fā)出脈沖的功能，所以伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，都會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)數(shù)量的脈沖，這樣，和伺服電機(jī)接受的脈沖形成了呼應(yīng)，或者叫閉環(huán)，如此一來，系統(tǒng)就會(huì)知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機(jī)，同時(shí)又收了多少脈沖回來，這樣，就能夠很準(zhǔn)確的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的定位，可以達(dá)到0.001mm。直流伺服電機(jī)分為有刷和無刷電機(jī)。有刷電機(jī)成本低，結(jié)構(gòu)簡單，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬，控制容易，需要維護(hù)，但維護(hù)不方便（換碳刷），產(chǎn)生電磁干擾，對(duì)環(huán)境有要求。因此它可以用于對(duì)成本敏感的普通工業(yè)和民用場合。

伺服電機(jī)在應(yīng)用中起到怎么樣的作用?

現(xiàn)今伺服電機(jī)發(fā)展迅速功率組件切換頻率加快許多，提升驅(qū)動(dòng)電機(jī)的性能。微處理機(jī)速度亦越來越快，可實(shí)現(xiàn)將交流伺服電機(jī)控制置于一旋轉(zhuǎn)的兩軸直交坐標(biāo)系統(tǒng)中，適當(dāng)控制交流伺服電機(jī)在兩軸電流分量，達(dá)到類似直流電機(jī)控制并有與直流伺服電機(jī)相當(dāng)?shù)男阅堋?

直流電機(jī)具有響應(yīng)快速、較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、從零轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速具備可提供額定轉(zhuǎn)矩的性能，但直流伺服電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)也正是它的缺點(diǎn)，因?yàn)橹绷麟姍C(jī)要產(chǎn)生額定負(fù)載下恒定轉(zhuǎn)矩的性能，則電樞磁場與轉(zhuǎn)子磁場須恒維持90°，這就要藉由碳刷及整流子。碳刷及整流子在伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生火花、碳粉因此除了會(huì)造成組件損壞之外，使用場合也受到限制。交流伺服電機(jī)沒有碳刷及整流子，免維護(hù)、堅(jiān)固、應(yīng)用廣，但特性上若要達(dá)到相當(dāng)于直流伺服電機(jī)的性能須用復(fù)雜控制技術(shù)才能達(dá)到。

雖然伺服電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用，但伺服電機(jī)并不能像普通的直流電機(jī)，交流電機(jī)在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號(hào)、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好松下伺服電機(jī)卻非易事，它涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計(jì)算機(jī)等許多知識(shí)。

運(yùn)動(dòng)控制器控制伺服電機(jī)通常采用兩種指令方式：

1、數(shù)字脈沖

這種方式與步進(jìn)電機(jī)的控制方式類似，運(yùn)動(dòng)控制器給伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)送“脈沖/方向”或“CW/CCW”類型的脈沖指令信號(hào)；伺服驅(qū)動(dòng)器工作在位置控制模式，位置閉環(huán)由伺服驅(qū)動(dòng)器完成。日系伺服和國產(chǎn)伺服產(chǎn)品大都采用這種模式。其優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)調(diào)試簡單，不易產(chǎn)生干擾，但缺點(diǎn)是伺服系統(tǒng)響應(yīng)稍慢。

2、模擬信號(hào)

這種方式下，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)給伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)送 /-10V的模擬電壓指令，同時(shí)接收來自電機(jī)編碼器或直線光柵等位置檢測元件的位置反饋信號(hào)；伺服驅(qū)動(dòng)器工作在速度控制模式，位置閉環(huán)由運(yùn)動(dòng)控制器完成。歐美的伺服產(chǎn)品大多采用這種工作模式。其優(yōu)點(diǎn)是伺服響應(yīng)快，但缺點(diǎn)是對(duì)現(xiàn)場干擾較敏感，調(diào)試稍復(fù)雜。

伺服電機(jī)種類

電機(jī)種類大致分為步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)，伺服電機(jī)（servo motor ）是指在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，是一種補(bǔ)助馬達(dá)間接變速裝置。伺服電機(jī)可使控制速度，位置精度非常準(zhǔn)確，可以將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。

主軸一般分為風(fēng)冷、水冷、自冷。水冷主軸，冷卻效果好，但維護(hù)復(fù)雜。平時(shí)需用干凈的水，如果長期使用，產(chǎn)生的水垢會(huì)腐蝕主軸內(nèi)部管件。風(fēng)冷主軸，維護(hù)使用方便，冷卻效果不如水冷好。針對(duì)不同的材料，應(yīng)選擇不同的功率。例如加工普通亞克力板則采用3.0KW以下的主軸，功率小的主軸振動(dòng)幅度平穩(wěn)，確保加工材料表面光滑，效果比較好；加工實(shí)木門等則可使用9.0KW及以上功率，切割力度大，加工。