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为轻型机械臂提供的驱动电机

UR 5和UR 10是Universal Robots公司为提高工业生产灵活性推出的两款新型机械臂。现在工作区域面临的问题是传统机器人太大、太昂贵，噪声也大。由于UR 5和UR 10重量轻，所以可用于任何有需要的地方。六关节机器人的功率密度很大一部分来自于科尔摩根公司特殊改装的KBM直驱电机。Universal Robots能将电机直接嵌入关节运动轴中，无需增加底座。

UR 5和UR 10是特意为中小型企业开发的机械臂型号。这两款机械臂可处理5～10 kg的有效载荷，但其自身重量仅为18 kg和25 kg。轻型的重量使得它能方便移动，无需复杂的子组件。这些多功能机器人在操作时也同样灵活，这得益于其用户友好型软件。这一多功能性可通过用户友好型软件为丹麦公司提供支持。正因如此，六轴轻型机器人可在任何时候从事新的任务，无需专业的机器人知识也可进行编程。

(1)模块化设计

净重和承载力的特殊比率是先进的轻质结构带来的结果，它不含任何冗余组件。采用该驱动技术后，这种极简策略意味着可将科尔摩根的无框组件电机直接集成至关节轴中。这样，机器人可起到电机底座的功能，同时减速机可用作转子的主轴承。整体来看，UR所使用的组件通常拥有多功能，并最终大大减少了机械部件使用，如球轴承、联轴器或轴，从而减少了整个系统的重量和外观大小。此外，由于拥有高功率密度，科尔摩根电机增加了UR 5和UR 10平台的起重能力，同时KBM电机也增加了UR 5和10 UR的起重能力。

例如，用于加工和生产设施中的六轴机器人，它们可通过编程轻松完成重复性任务，如图1所示(图片由Universal Robots公司提供)。

KBM电机通过空间优化方式为伺服轴配置提供了较大的自由度，它拥有可变的模块化设计，如图2所示(图片由科尔摩根公司提供)。

图1 用于加工和生产设施中的六轴机器人

图2 空间优化的伺服轴

KBM电机系列为优化扭矩、最小化齿槽和谐波失真采用了先进的电磁设计。这些优势还通过大的工作转速范围得以体现。定子中拥有高填充密度的电磁技术可增大扭矩，并保持更低的热损耗。转子中使用的是高强度的稀土磁铁，它可产生1.45～3445 N·m的连续扭矩，峰值扭矩为4.91～12812 N·m。

UR 5和UR 10采用科尔摩根KBM电机设计，可直接集成于轴关节中，无需底座，如图3所示(图片由Universal Robots公司提供)。

图3 采用KBM电机设计的UR 5和UR 10

鉴于KBM电机可嵌入机器人底座中，并直接驱动负载，因此该机器人可进行高精度的水平运动和力度控制。有针对性的力度控制在此至关重要，因为机器人需不断完整地移动不同的高易变性工件。在操作过程中，它们能识别对象的大小和柔性，并相应地调节所施加的力。该力度需大于25 N才能操作。由于拥有±10 N的精度和±5 mm的精确性，所以可对所需要的力度和所期望的位置进行编程，并能作用于每个关节。

(2)操作时无噪声，能效高

该机器人的另一个优势是运行时噪声低，还节能。从总拥有成本来看，节能减耗可直接提高机器人的整体效率，从而增强其技术竞争力。高能效还与电机损耗的减少密切相关。效率越高，生成的热量就越少。这意味着电机发热小，在低于其最大额定值下操作时，其使用寿命更长。改进后的温度特性还可防止整个结构升温。“我们以前使用的电机在连续运行时容易发热。由于损耗更低，科尔摩根的KBM电机可保持不致过热。因此，我们的机器人可以在不降容的情况下持续运行，”UR公司Östergaard指出，尤其是针对拥有较长操作周期和相对高负荷的测试程序。

KBM系列是科尔摩根提供的创新型直驱无框电机技术。该无框电机套件可为机械和设备工程提供广泛的解决方案，用于创建灵活性、功率密度、动力和耐用性最大的应用。KBM平台除了可提供技术优势外，还包括14个框架设计及许多预先设计的交货周期短的标准配件。“无论何时无论多少，我们基本上都能订到我们想要的电机，”Östergaard强调。在这方面，科尔摩根公司通过其交货可靠性给丹麦机器人专家留下了深刻印象，并因此在捷克布尔诺市建立了一个UR专用生产线。

图4为专为生产中协同工作设计的丹麦机器人，与工作人员进行密切合作(图片由科尔摩根公司提供)。

图4 生产中协同工作设计的丹麦机器人

(3)前景

最终，同步伺服电机安静的操作和高品质的控制确保了机器人也可用于处理应用之外的应用。到目前为止，Universal Robots的重点仍是将机器人作为执行简单任务的工具。虽然已有丹麦欧登塞市的公司已开发了不含不可控的震荡和振动的轻质结构，但是，也有新的应用可能性，如焊接和粘接。这一发展还源于其拥有复杂的安全技术，这样这两种型号甚至可以在没有额外屏蔽的情况下使用。这为工作人员和技术之间开启了安全舒适的合作方式。

以上1则由Mepax China提供

位置控制电动机/驱动器

Schneider美国公司研制的LEXIUMM驱动器(LMD)可以使用NEMA23，34两款电动机，有脉冲/方向两种形式，电动机和驱动器有四种控制方式:转矩、转速、同步脉冲方向和运动控制——可以直接用11120位的闪光存储器直接对电动机、驱动器和控制器进行编程。该系列产品有一串行RS-422/485通信接口，工作电压自12～70 V(DC)。在闭环方式时，它的内编码器可利用一种所谓的hm技术——它兼有步进电动机和伺服电动机的优点，同时又克服了一些诸如同步丢失或失速等缺点。可变电流控制的特点具有降热、节能和减少运行成本的优点。

轴伺服安装旋转脉冲发生器

美国Omega公司研制的ZSD系列轴伺服安装选装脉冲发生器具有高精密的精度。它的npn开式集电器带有指数正交输出，适用于小型高精密、低成本编码器。它的金属结构件可确保多年无故障运行。

太阳跟踪电动机

Dunkermotoren美国公司研制的STM(太阳跟踪电动机)包括可供选择的机载倾斜仪和直接倾斜仪输入的整体式无刷直流电动机。STM有整体式电源和控制电子仪器、现场总线通信，还带有行星齿轮头、蜗杆。电动机可配置不同的旋转齿轮和线性传动机构。电动机可与最多65535根跟踪轴联成网络，端口可直接与主电厂的跟踪控制器相连接，从而减少目前传统跟踪系统中的大量元器件。

不锈钢伺服电动机

美国Kollmorgen公司研制的新型不锈钢同步伺服电动机，防护等级为IP69K。它的一个卫生型机壳可以满足EHDG、NSF、BISSC，带有一根3 A的机械引导线。电动机的结构材料可确保长时期无故障运行，即便长期身处化学制品和高压水冲洗环境中也无妨。无需另外的保护措施，也不必将它从机床上拆卸，不用加覆盖物就可冲洗。

移动磁铁线性传动机构

美国BEI公司的移动磁铁音响线圈传动机构可与智能电器仪器相配合，以便检测输出速度和输出力。移动磁铁传动机构可用于控制减速，能柔和地停在某一位置。一般而言，标准型音响线圈传动机构不具备上述功能。标准音响线圈传动机构有固定磁铁，而移动件则为线圈，而移动磁铁传动机构则刚好与之相反，它利用固定线圈。

以上5则由杜宗潆提供