职业生涯 新闻处 集团国际采购部
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機器人中的直流電機 六足位移台微定位具有最大的機動性和精度

凭借30多年的经验,PI(Physik Instrumente)公司已成为著名的高性能微定位系统的供应商。其著名产品包括首创的六轴平行动力的微型机器,这一机器广泛的适用于众多领域。
这一专业技术的应用领域十分广泛,涉及电子制造中的处理系统、精密仪器的产品检验、医药技术、光学系统和太空望远镜、卫星接收系统等。

機器人中的直流電機 六足位移台微定位具有最大的機動性和精度
用于六足系统中的驱动系统必须能够在严峻的环境下正常工作, 例如应用在卫星接收系统中和荒凉的山脉或沙漠地区中的使用。

“飞行模拟器”原理

六足系统基于六个高分辨率的制动器来控制单一的平台。这个与应用在飞行模拟器上的原理类似,但是具备更高的精度。与液压驱动器不同,六足系统由高精度的驱动轴和高精度可操控的电动机组成。由于可折叠的多轴系统减少了活动平台的质量,与传统方式相比,大大减少了平台的定位时间。更关键的在于,它可以通过软件功能自如的定义独立的运动轴,这对于光学调整而言十分重要,例如:
有三种型号的高精度平行动力微型电机可用于各种不同领域。M-850是用于完成所有复杂定位任务的理想系统。在垂直方向上的最高负载可达200公斤,其定位精度也是极其重要的因素。每根轴独立完成定位,其定位精度在0.005.
M-840平行动力微型电机专门用于小负载且高速的情况下。它可以在微米精度级,将10公斤以下的重物以50米/秒的速度定位在任意方向。最新研发的M-824,配备了“折叠式”驱动器,并且对驱动器及驱动轴做了特殊设计,实现了高度紧凑设计的特点。
这三种系统的共同点是它们都需要根据六足系统的特殊要求,对驱动器进行定制。尤其是驱动器的部件必须能够与六足系统的各个轴相匹配。换句话说,其结构尺寸需要尽可能的小,且同样能够保证3-19瓦的额定功率需要。
为了达到所需的高精度定位要求,驱动系统必须在漫长的工作周期中,尽可能的保证无反冲现象的存在。同样要考虑到微定位系统在严峻的环境情况下工作时的状况,例如在荒凉的山脉或沙漠区域中的航空望远镜和卫星接收系统。

用于六足微定位系统的驱动器:微型、稳健且马力充足

当涉及到具有挑战性的应用领域时,FAULHABER公司的标准高精度直流电机早已蓄势待发。经典钟罩式无铁芯转子线圈和贵金属整流电枢电机为该应用领域提供了相当有利的先决条件。小型、轻重量的直流电机可以稳定的在各种不良环境条件下工作。它的理想工作环境温度在30-125度之间。由于其特殊的设计,它甚至可以在98%的高湿度环境下工作。对于PI公司而言,在选择电机时十分重要的一点是在直流电机通电后,能够立即并且以高转矩启动。这能确保对于控制信号的立即反应。凭借自产的铜线圈,使得轻重量且效率在80%以上的电机生产成为可能。
依照设计与应用范围,六足微定位系统所使用的直流电机需要配备减速齿轮。全金属制成的低速圆柱齿轮有助于稳定且低噪声运转。
为了避免反冲现象,在大多数情况下齿轮都需要预紧。电机和齿轮所组成的紧密装置长为60mm且直径不超过25mm。所以,即使以相当紧密的安装比来组装到六足系统的轴上时,驱动装置也可以很容易的相互协调。电气连接也同样容易完成。
直流齿轮传动电机可以由PC计算机直接控制,不需要额外的设备。在某些情况下,六足微定位系统的制造商在靠近六足系统主板的电机旁,将伺服驱动器与输入端合并在一起,从而得到脉宽调制的信号。

機器人中的直流電機 六足位移台微定位具有最大的機動性和精度
这种六足系统配备了“折叠式”驱动器,由于对驱动器及驱动轴做了特殊设计,从而实现了高度紧凑的特点。

通过磁脉冲发生器进行位置检测

为了实现精密定位,非常有必要知道电机的实际位置。FAULHABER公司再一次提出了有效的解决方案。六足系统内直流微型电机的实时位置由磁脉冲发生器来记录,磁脉冲发生器每转产生512个脉冲。分辨率凭借四倍插补可达0.005,这取决于主轴间距。
脉冲发生器由一个多重电极和一个低惯量的永磁铁磁盘组成,然后安装在电机轴上或直接的安装在电机转子上,这取决于选用什么类型的设备。磁性传感器记录下变化的磁通量。随后由六足系统控制器输出两个90相移增量的输出信号。为脉冲生成器和直流微型电机供电的电源和输出信号一样都是通过带状电缆来连接的。

平行运动 vs. 连续运动

機器人中的直流電機 六足位移台微定位具有最大的機動性和精度
機器人中的直流電機 六足位移台微定位具有最大的機動性和精度

从运动学角度来讲,可以基本的辨别平行运动和连续运动。在连续运动系统中,每一个执行机构都集中在自身的定位平台,并且都属于同一然而,为了避免错误的产生,更倾向于增加“折叠”系统,其获得的精密度低于平行系统。 平行运动不同于连续运动,所有的制动器将直接在同一个平台上运转。
这种方法有一系列的优势:更低的惯性和高级运动,不存在移动缆绳造成的磨损,更加紧凑的结构。这种系统的控制要求十分苛刻,需要更多的专业知识。

产品

直流电机
无齿槽效应
定位与速度控制平顺
高效
噪音低
转矩高
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转子惯量极低
启停动态性能好
詳細信息

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