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Mauerstetten, 11.01.2017

卓越技术--满足最高标准

面向未来机器人驱动RoboDrive电机的安全制动器
卓越技术--满足最高标准

机器人行业的传动系统要求最强动力和最高精度,且必须小巧轻便。基于此原因,德国航天航空中心研发了新的机器人驱动电机- RoboDrive,重量轻,结构小,这项新技术实现高扭矩和高性能密度,电机研发人员选择信赖麦尔®伺服制动器。高性能的ROBA®-servostop®制动器不仅非常小巧轻便,而且在整个服务期内都提供可靠、恒定的抱持力矩。 无论是机器人与人类在生产线上的协作,还是在医院或者从事的高精度维修飞机操作—未来的机器人电机将被广泛应用在空间受限而需要小型结构的地方,但同时必须达到最高的精度以及最大动力。这种电机已经由德国航天航空中心专门为机器人需求而被开发出来。自2005年起,TQ系统有限公司制造的机器人传动技术RoboDrive已经成为一个商业产品。“我们电机的扭矩密度是市场上最高的”,TQ系统有限公司TQ传动业务部门的机电一体化主管Dipl-Ing. Manfred Schedl解释说。“一些参数,如同步性、反应速度和最佳热适应性都将成为机器人行业特殊的高要求。也就是要求电机设计可保持负载并在加速时可迅速反应”。电机里使用了麦尔的紧凑坚固型ROBA®-servostop®伺服制动器。其外形结构非常小巧,且重量轻,同时符合机器人需求,轻易地满足机器人行业苛刻的环境条件。关机后,或者出现电源故障时,制动器确保各轴都可靠安全地保持在原有位置,保证了最大的操作安全性。 高灵活性和高性能密度 来自于ILM系列的定转子安装组件,也就是所谓的伺服组件,从而使机器人驱动RoboDrive技术可以为集成结构的动力传动提供多种方案。“为适应各种不同的传动任务,伺服组件可以直接在客户端针对各种应用进行设计”,Manfred Schedl解释道。“基于这些伺服组件,客户可以研发出自己的执行装置。而且,我们也为客户定制的整体方案再提供发展服务”。定转子安装组件的优势有:除了低重量和紧凑结构外;尤其是其空心轴设计,其可以插入信号线、介质、射线、电缆,以及齿轮元件、主轴螺母或镜头的集成块。除了伺服组件、密闭的实心轴和空心轴电机之外,机器人传动范围还包括行业里最高性能密度的RD-HD和RD-PG减速机。为了减小结构空间和重量,行星齿轮(RD-PG系列)或者谐波齿轮(RD-HD系列)可以作为不同的位置传感器而直接集成到电机里。“ROBA®-servostop®伺服制动器为所有电机都提供了可集成的可能性”,Manfred Schedl说。“麦尔制动器具有小的外径尺寸但却有着为空心轴设计的大孔径的特征。为了配合对应的电机,制动器的长度只有10-15mm,且重量很轻。制动器吸合极其迅速:仅仅需要8-15 ms,比其它制动器快5-10倍。 基于断电制动原理的安全性 在轻型结构设计制动器的发展过程中,麦尔有与德国航天航空中心长期合作积累的丰富经验。“我们轻型结构制动器的发展开始于差不多20年前的LBR II 研究项目时期,如今已经成为市场的标准方案,并在全球范围的机器人应用上证明了自己的价值”在毛埃尔斯特滕的麦尔的销售经理Helmut Kleinheinz解释说。“现如今的挑战是要用固定模块系统满足完全不同的安装条件”。ROBA®-servostop® 制动器是弹簧式的电磁制动器,其遵循断电制动原理进行动作:当断电时,螺旋弹簧推压衔铁,转子直接被刹在衔铁和法兰盘之间。当通电时,电磁线圈形成磁场力,并吸合衔铁克服弹簧力到线圈座一侧。转子被释放,电机可以自由旋转。 断电制动安全原理的意思是:断电以后,或者出现电源故障或紧停时,制动器制动并将各轴锁定在原有位置,从而保护了人员和物料。这在工业机器人上很重要,机器人可以在生产线上与人员合作,比如在医疗技术方面。例如,如果在工作过程中发生电源故障,机器人手臂必须立即准确地保持住,而不能失控坠落。 坚固耐用且可信赖 麦尔的伺服制动器是专门为机器人的高要求而设计的,保证在整个使用期内可靠、恒定地输出扭矩。其特色为高性能密度、无磨损、即使在苛刻的环境条件下也可以使用,比如:电机内部的温度可高达120°C。制动器在动态制动时仍然允许有高的摩擦功:通常来说,选择载荷质量比(负载/电机)为3:1或者更小有利于操作和缩短反应时间。而ROBA®-servostop®制动器,具有高的可允许摩擦,这意味着30:1的负载比也是可能的。安全制动器的简单耐用型设计使得安装工作简单、快速。制动器气隙在出厂前就可以设定完成。相比永磁制动器,不需要在电机轴上进行精准的轴向定位。ROBA®-servostop®制动器总是运行准确且可靠;气隙不受机械式安装条件的影响。“我们的伺服制动器全部在精密测试台上进行了全面的最终检测,期间所有与操作相关的标准都会被检测并永久存档”,Helmut Kleinheinz解释道。“这样可以确保我们产品的一贯高质量和允许其100%的可追溯性---绝不向可靠性和安全性妥协”。 持续发展 不远的将来,TQ公司将从RoboDrive机器人驱动技术的部件和电机制造商发展成为系统集成商。 “我们目前正致力于发展自己的适配器,其以最大的控制器循环频率为特征,比目前市场上可用的适配器快5倍”,Manfred Schedl说,并对未来提出设想,“这样,配合自己的控制模块,机器人可以最大可能利用电机的优越性能。”