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如何提升机器人伺服电机的响应性能?

2016-08-12 14:07
铁马老言
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  当前在机器人的反应速度、精度上,国内外产品还是存在一定差距的。解决这一问题的关键在于机器人的核心零部件——伺服电机。当前国内机器人发展迅猛,尤其是工业机器人领域。但在机器人的反应速度、精度上,国内外产品还是存在一定差距的,那么关键点是在哪呢?下面就由汇川伺服电机官网的技术人员为您讲解一下:

  关键在于机器人的核心零部件——伺服电机。机器人在运行过程中,是通过伺服电机的驱动实现多自由度的运动的。如果对机器人运行的动作速度、精度要求高的话,实际就是要求伺服电机的响应速度、控制精度要足够高。

  而在机器人实际运行时,往往伺服电机是处于各种加减速、正反转状态,那就对伺服电机的短时过载能力、惯量适应范围、频率响应带宽、转速/扭矩响应时间提出了很高的要求。

  其中一个非常重要的指标就是频率响应带宽,它决定了该伺服系统对指令的响应速度快慢,是机器人设计者的重要关注指标。

  伺服电机频率响应带宽的定义:伺服系统能响应的最大正弦波频率就是该伺服系统的频率响应带宽。用专业一些的语言描述,就是幅频响应衰减到-3dB时的频率(-3dB带宽),或者相频响应滞后90度时的频率。

  更具体一点,像机械部标准《交流伺服驱动器通用技术条件》(JBT10184-2000)中规定了伺服驱动器带宽的测试方法:驱动器输入正弦波转速指令,其幅值为额定转速指令值的0.01倍,频率由1Hz逐渐升高,记录电动机对应的转速曲线,随着指令正弦频率的提高,电动机转速的波形曲线对指令正弦波曲线的相位滞后逐渐增大,而幅值逐渐减小。相位滞后增大至90度时的频率作为伺服系统90度相移的频带宽度;幅值减小至低频时0.707倍的频率作为伺服系统-3dB频带宽度。

  可以说,频率响应带宽越快,伺服系统就可以对变化更快的指令实现及时响应,即使工业机器人的动作再复杂,也能及时响应,驱动机器人的每一个关节位置控制到位。

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