近年來，中國的工業(yè)機器人新裝量和保有量都呈現(xiàn)快速的增長，目前總體保有量已經(jīng)接近10萬臺，而且據(jù)調(diào)研機構(gòu)預(yù)計，未來中國工業(yè)機器人市場每年還將以20%的增速增長。雖然機器人應(yīng)用已經(jīng)在國內(nèi)得到快速的發(fā)展，但是我國機器人市場仍然以國外企業(yè)為主，本土企業(yè)的市場占有率僅占4%。這其中一個很主要的原因就是機器人核心零部件的國產(chǎn)化進程較慢，國內(nèi)機器人整機廠商只能進口國外產(chǎn)品，導(dǎo)致整機成本較高，在同國外廠商的競爭中處于劣勢。

CoolDrive A8伺服驅(qū)動器是清能德創(chuàng)電氣技術(shù)（北京）有限公司最新推出的國內(nèi)首款網(wǎng)絡(luò)化模塊化伺服驅(qū)動產(chǎn)品，融合了共直流母線、能效管理、功能安全，多軸同步等多項創(chuàng)新技術(shù)，為客戶提供更節(jié)能，更靈活，更安全的伺服系統(tǒng)。CoolDrive A8從產(chǎn)品形態(tài)、功能上來說非常適合用于工業(yè)機器人行業(yè)，完全可以替代國外同類產(chǎn)品，為客戶提供更具性價比的方案。

2、國產(chǎn)50kG六關(guān)節(jié)工業(yè)機器人

本次項目所使用的50kG六關(guān)節(jié)工業(yè)機器人是國產(chǎn)最新型號，具有結(jié)構(gòu)緊湊，關(guān)節(jié)速度較高，動態(tài)響應(yīng)快，精度高，過載能力強等特點。電控系統(tǒng)采用總線結(jié)構(gòu)，擴展應(yīng)用方便。適用于搬運，激光切割，打磨拋光等場合。其產(chǎn)品性能如下表所示：

表1 機器人性能參數(shù)表

圖1機器人機械系統(tǒng)組成圖

3、系統(tǒng)設(shè)計

3.1客戶需求

客戶這臺6關(guān)節(jié)工業(yè)機器人要求實現(xiàn)較高的關(guān)節(jié)速度和重復(fù)定位精度，同時要求在帶載運行時保持機器人的穩(wěn)定性。此外，客戶要求可通過控制器對伺服驅(qū)動器的內(nèi)部功能參數(shù)進行人工在線設(shè)定，以便實現(xiàn)精確控制。

3.2設(shè)計難點

工業(yè)機器人是非常典型的多軸控制系統(tǒng)，為使機器人能達到較高的重復(fù)定位精度，除了要求控制器有很強的路徑規(guī)劃算法及插補功能以外，伺服驅(qū)動器也必須保證在執(zhí)行控制器位置指令時，保持所有關(guān)節(jié)嚴(yán)格同步。而為了提高機器人的運行速度，就需要伺服系統(tǒng)具有很強的瞬時過載能力和極高的動態(tài)響應(yīng)特性。

如何減少機器人在運行過程中發(fā)生的振動，一直是機器人用伺服系統(tǒng)的一個難題，這也是很多國內(nèi)伺服產(chǎn)品無法應(yīng)用到工業(yè)機器人上的一個原因。

振動主要出現(xiàn)在兩種工況，一是機器人在啟動和停止時，機器人本體和末端會發(fā)生振動；一是機器人在高速運行，并移動范圍較大時，本體會出現(xiàn)振動和運行軌跡偏差較大的現(xiàn)象。引起振動的主要原因就是機器人各個關(guān)節(jié)的慣量發(fā)生了較大變化，要消除振動必須在伺服驅(qū)動器中加入各種前饋補償控制功能。

3.3系統(tǒng)方案設(shè)計

通過對客戶需求的深入分析，我們?yōu)榭蛻粼O(shè)計了“KEBA控制器+CoolDrive A8”伺服驅(qū)動器的電控系統(tǒng)解決方案。