机器人伺服电机的选型要点

来源：先手机器人

导言

机器人在运行过程中，是通过伺服电机的驱动实现多自由度的运动的。如果对机器人运行的动作速度、精度有比较高的要求，实际就要求伺服电机的响应速度、控制精度要足够高。因此，在选择伺服电机的时候，一定要掌握步骤，把握要点。

伺服电机选型的步骤介绍

依据运行条件要求选用合适的负载惯量计算公式计算出机构的负载惯量。

依据负载惯量与伺服电机惯量选出适当的伺服电机规格。

结合初选的伺服电机惯量与负载惯量，计算出加速转矩及减速转矩。

明确负载机构的运动条件要求，即加/减速的快慢、运动速度、机构的重量、机构的运动方式等。

依据负载重量、配置方式、摩擦系数、运行效率计算出负载转矩。

初选伺服电机的最大输出转矩必须大于加速转矩+负载转矩;如不符合条件，必须选用其他型号计算验证直至符合要求。

依据负载转矩、加速转矩、减速转矩及保持转矩计算出连续瞬时转矩。

初选伺服电机的额定转矩必须大于连续瞬时转矩，如果不符合条件，必须选用其他型号计算验证直至符合要求。

完成选定。

伺服电机选型要点有哪些：

有些系统如传送装置，升降装置等要求伺服电机能尽快停车，而在故障、急停、电源断电时伺服器没有再生制动，无法对电机减速。同时系统的机械惯量又较大，这时对动态制动器的要依据负载的轻重、电机的工作速度等进行选择。

有些系统要维持机械装置的静止位置，需要电机提供较大的输出转矩，且停止的时间较长。如果使用伺服的自锁功能，往往会造成电机过热或放大器过载，这种情况就要选择带电磁制动的电机。

有的伺服驱动器有内置的再生制动单元，但当再生制动较频繁时，可能引起直流母线电压过高，这时需另配再生制动电阻。再生制动电阻是否需要另配，配多大，可参照相应样本的使用说明来配。

如果选择了带电磁制动器的伺服电机，电机的转动惯量会增大，计算转矩时要进行考虑

工业机器人使用频率非常高，经常会二十四小时工作，因此对机器人零件的质量要求非常高，伺服电机是工业机器人的核心装置，伺服电机选型就变得尤为重要，为了选择高品质的伺服电机，大家也可以从价格，重量，体积等多个指标来选择。

步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力。以松下交流伺服系统为例，它具有速度过载和转矩过载能力。其最大转矩为额定转矩的三倍，可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。步进电机因为没有这种过载能力，在选型时为了克服这种惯性力矩，往往需要选取较大转矩的电机，而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩，便出现了力矩浪费的现象。

1Q;伺服电机报警过载原因

驱动传动阻力太大，检查传动系统。

2Q;关于伺服电机过载是否一定跟电流有关

电动机作为力矩输出的元件，其过载一定是机械部分轴力矩大且超过电动机允许的数值，与电流无关。但现象的表征是电流增大，或等于或超过额定电流。通常情况下电动机配置设计时，其选择的电动力矩大于机械的轴力矩10~15%，所以，当电动机运行电流达到或略超过85%的额定电流时，基本上可以认定是达到了机械的满负荷，超过90%时，可以认定为机械（设备）过负荷。

3Q;伺服电机过载会出现的问题

如果保护不动作的话；电机不转，电机温度升高，达到一定温度后，就保持这个状态不变了。

4Q;伺服电机失控停止工作是什么原因？

电机不动了，看下伺服放大器是否报警，报警了的话通过错误代码来找解决方法，一般可能是过载报警，增大刚性参数试试

5Q;伺服电机还没有动作，在静止状态严重发热造成伺服过载报警，怎么回事？

应该是伺服电机开始接收到运转指令，并开始运转，结果电机未能正常运转起来，所以，此时通往电机的电能被转换了热能，并释放出来，导致电机过热；

这就要分以下几种情况了：

第一，给了运转指令，有如下可能：参数设置不合适；接线不正确；伺服电机功率小，拖不动负载； 

第二，未给运转指令。此时，只是上电，并未给运转指令，但由于接线错误，或者是电磁干扰的原因，导致伺服系统受到干扰，失控了。

审核编辑：汤梓红