伺服在工業機器人技術中的運用

　　摘要：自2008年以來，工業機器人在中國的銷量迅速放大，2012年銷售量已經達到23000臺。工業機器人保有量從2000年的3500臺躍升至近10萬臺。這些增長需求主要來自于汽車、金屬、電子和機械制造等行業。
　　
　　ABB精密組裝中心運營遲永琳表示：“在所有應用領域中，工業機器人的滲透率還不足12%，市場需求潛力巨大，尤其在中國市場，隨著制造成本增加、人口紅利開始消退，以機器人替代人工的需求上升，將帶動整個制造設備和技術升級。”
　　
　　機器人產業的增長如火如荼，遍地開花，大量機床廠家、伺服廠家和其他有條件的企業都紛紛轉向機器人市場。為何機床廠家和伺服廠家如此積極轉型研發機器人？工業機器人有4大組成部分，分別為本體，伺服，減速器和控制器。其中伺服和控制器都是機床廠家所擅長的，因此大量機床廠商選擇機器人作為產品轉型升級的方向。
　　
　　工業機器人的控制系統和自動化產品主要涉及伺服電機、減速機、控制器和傳感器等。而伺服電機可以分為兩大塊，一塊是電機本體，一塊則是運動控制系統。
　　
　　電機
　　
　　電機用于驅動機器人的關節，要求是要有zui大功率質量比和扭矩慣量比、高啟動轉矩、低慣量和較寬廣且平滑的調速范圍。特別是像機器人末端執行器（手爪）應采用體積、質量盡可能小的電動機，尤其是要求快速響應時，伺服電動機必須具有較高的可靠性，并且有較大的短時過載能力。
　　
　　目前，高啟動轉矩、大轉矩、低慣量的交、直流伺服電動機在工業機器人中得到廣泛的應用。
　　
　　伺服控制系統
　　
　　是一種以機械位置或角度作為控制對象的自動控制系統，例如數控機床、機器人等。使用在伺服系統中的驅動電機要求具有響應速度快、定位準確、轉動慣量（使用在機電系統中的伺服電機的轉動慣量）較大。為了能夠和絲杠等機械部件直接相連，伺服電機有一種專門的小慣量電機，為了得到*的響應速度。但這類電機的過載能力低，當使用在進給伺服系統中時，必須加減速裝置。
　　
　　工業機器人電動伺服系統的一般結構為三個閉環控制，即電流環、速度環和位置環。一般情況下，對于交流伺服驅動器，可通過對其內部功能參數進行人工設定而實現位置控制、速度控制、轉矩控制等多種功能。