SCARA机器人电机选型介绍
电机是SCARA机器人驱动部件,也是决定机器人性能的主要零部件之一同等规格的SCARA在电机功率选型上基本都相同,只是品牌不同,惯量、扭矩、性能略有不同而已。
那不同品牌的电机的差别在哪里呢?(注意,如果只是电机与电机来比个高下的话,那还是一句老话,一分钱一分货。不过呢,我们要评判的机器人整体性能,所以并没有必要追求极致。)
最高转速:750W以下的电机,大多数的最高转速有5000RPM和6000RPM,个别会更高。最高转速对cycle time的影响非常有限,而且也受谐波减速机的限制,谐波减速机不一定可以承受很高的输入转速,越大号的减速机最大输入转速越低。
输出扭矩曲线:这是一个很重要的品牌差距。我们都知道,额定转速下,电机的输出扭矩是比较稳定的,不同品牌差距不大,但过了额定转速,就是秀肌肉了。随着转速的提升,扭矩会随之下降,好的电机扭矩下降会比较平缓,而差一点的电机几乎是断崖式的下降。扭矩下降就意味着加速度上不去,速度自然上不去。
发热:能量传递效率也是品牌差距所在。效率越低意味着有用功越少,那损失的能量去哪里了呢?大部分都转化为热能。对于小型机器人来说,“散热”是非常关键的设计,因为空间紧凑,各个部件都靠得比较近,会相互影响。所以如果电机发热严重,那么在高速运动时,一旦温度过高,电机转子漆包线表皮过热熔化,电机就是短路挂了。另一方面,电机的热会传递给减速机,对谐波减速机来说,温度过高,会导致油脂变质,大大增加磨损,指不定什么时候就挂了。
惯量比:在做设计时,还要注意一个负载惯量比问题。即机械臂的所有负载(包含设计负载与机械臂本身)经过减速机构之后折算到电机转子的惯量与转子本身惯量的比例。一般是转子的N倍。通俗来说,就是指控制的难易程度或响应程度,倍数越小,越容易控制,响应越快,比如机床上的惯量比一般比会比较小。对机器人来说,自然也是越小越好,但实际比较难实现,所以有一个相对比较好的经验值,需要自己搜索。
体积:不同品牌的电机有时体积还挺大,特别是国产电机,很多时候会比同等规格的进口电机屁股长出一段,这会很影响机械设计。SCARA相对还好一点点,但如果你去看国产的六轴,就会发现不少国产六轴的后面是小蛮腰,前端却托着个大饼脸,456轴太肥了,惯量要大很多,就是因为电机太长的缘故。

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