用于工业机器人的伺服电机 - 每个关节的精确运动
工业机器人需要伺服电机能够在连续运行下提供精确的定位、一致的扭矩和可靠的性能。 Tiger Motion 的伺服电机为 6 轴机器人、协作机器人 (cobot) 和 SCARA 机器人提供动力,具有高扭矩密度、低惯性和集成变速箱选项。
为什么伺服电机对于工业机器人至关重要
· 核心作用:伺服电机是工业机器人的动力心脏,负责关节驱动(旋转/摆动)、末端执行器(夹具、焊枪)以及整机的定位和轨迹控制。
· 特殊要求:高功率密度、低齿槽转矩、快速动态响应、高编码器分辨率(17bit/23bit)、密封接头内长期稳定运行。
· 选型:交流伺服VS直流伺服(大型机器人使用220V/380V,协同使用48V);有框与无框(无框直接嵌入接头中);分体式与集成式减速器(机器人关节模块/关节执行器)。
· 泰格传动产品布局:公司涵盖中空无框力矩电机(直接嵌入关节)、机器人关节模块(关节执行器)(集成行星减速)、高压220V/380V交流伺服和48V低压伺服,可为六轴、协作(cobot)、SCARA等不同机器人形态提供从紧凑型无框到高扭矩集成关节的完整动力解决方案。
· 核心挑战:在有限的关节空间内同时满足高扭矩、高精度、快速响应和低发热是电机选型的本质矛盾。
核心挑战(挑战→需求→Tiger Motion解决方案)
挑战维度 | 技术要求 | 老虎运动解决方案 |
扭矩密度 | 在有限的关节空间内提供最大扭矩 | 高性能稀土磁体+优化磁路设计 |
定位精度 | 重复性≤±0.01毫米 | 高分辨率编码器(17bit/23bit) |
动态响应 | 加减速时间 < 50 ms | 低惯量转子设计+快速电流环 |
热管理 | 长时间连续工作不退磁 | 优化的散热结构+温度传感器 |
集成度 | 紧凑的关节空间需要集成减速器 | 一体化行星减速机一体化设计 |
通讯协议 | 支持EtherCAT/PROFINET等工业总线 | 多协议伺服驱动器兼容性 |
推荐产品
产品型号 | 额定功率 | 额定扭矩 | 适用类型 | 核心优势 |
80mm 1.5KW机器人关节伺服电机 | 1.5千瓦 | 高扭矩 | 6轴机器人关节 | 一体化行星减速机 |
130# 1.8KW 带刹车伺服电机 | 1.8千瓦 | 中高扭矩 | 大型工业机器人 | 带刹车+大功率 |
小尺寸大功率伺服电机 | 可定制 | 高功率密度 | 协作机器人 | 体积小、功率大 |
58MM 200W 48VDC 无框电机 | 200瓦 | 中等扭矩 | 协作机器人/小关节 | 无框设计+安全电压 |
机器人关节齿轮电机 | 可定制 | 高扭矩 | 机器人关节 | 一体式行星齿轮+高扭矩 |
如何选择工业机器人伺服电机
· 1.确定机器人类型:6轴/SCARA/协作/台达——不同类型对电机尺寸、扭矩和防护的要求不同。
· 2、计算负载扭矩:考虑有效负载、臂长和加速度要求,留有安全余量。
· 3、选择电压等级:高压(220V/380V)适合大型机器人,低压(48V)适合协作机器人。
· 4、确定编码器分辨率:一般工业用17bit,高精度场景用23bit。
· 5. 评估冷却条件:密封接头需要冷却溶液和温度传感器。
· 6、通讯协议匹配:确保伺服驱动器支持机器人控制器的通讯协议(EtherCAT/PROFINET等)。
行业常见问题解答
问:工业机器人常用什么类型的伺服电机?
A:大型6轴机器人多采用220V/380V交流伺服,集成行星减速;协作机器人倾向于48V低压伺服或空心无框力矩电机,以平衡安全电压和紧凑集成。
问:为什么协作机器人普遍采用空心无框力矩电机?
答:无框电机可以直接嵌入关节内部,无需外壳和轴承,最大限度地提高空间利用率和扭矩密度——这是协作机器人轻量化、紧凑设计的关键。
问:什么保证重复性?
答:高分辨率绝对编码器(17bit/23bit)+低齿槽转矩设计+快速电流环共同决定了定位一致性。
问:泰格传动可以提供集成关节模块吗?
答:是的。机器人关节模块(关节执行器)集成行星减速器,提供从模块到定制关节的动力解决方案。
泰格工业机器人伺服解决方案的技术优势
· 紧凑关节中的高扭矩密度 - 稀土磁体设计和优化的磁路可在狭窄的机器人关节空间内提供最大扭矩。
· 中空无框力矩电机直接嵌入关节中,无需外壳和轴承,可最大限度地提高轻型、紧凑型机器人的空间利用率和扭矩密度。
· 机器人关节模块(关节执行器)将行星减速器集成在一个封装中,减少了组装步骤并提高了刚性。
· 高分辨率绝对编码器(17 位用于一般工业,23 位用于高精度)加上低齿槽效应设计可确保可重复定位。
· 电压全覆盖——大型六轴机器人使用220V/380V交流电压,协作机器人使用48V直流低压,安全电压运行。
· 兼容EtherCAT/PROFINET的多协议伺服驱动器,可与机器人控制器无缝集成。
代表性应用案例
· 由机器人关节模块(关节执行器)提供动力的 6 轴机器人关节驱动器,适用于从轻型到重型的有效负载。
· 围绕空心无框力矩电机构建的协作机器人关节可实现安全、紧凑、轻量级的驱动。
· SCARA 和 Delta 机器人采用高动态伺服系统,可实现快速、精确的拾放定位。
这些用例反映了 Tiger Motion 伺服和运动产品如何应用于真实的工业机器人,并可针对特定机器架构进行 OEM/ODM 定制。
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