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【HSR課堂-核心零部件篇】第44期：華數(shù)多軸模塊化以及一體化伺服驅(qū)動(dòng)器
閱讀：77 發(fā)布時(shí)間：2022-6-10近幾年我國(guó)自主品牌
工業(yè)機(jī)器人快速發(fā)展
核心零部件技術(shù)飛躍起了關(guān)鍵性推動(dòng)作用
目前華數(shù)機(jī)器人
有三大類伺服驅(qū)動(dòng)相關(guān)產(chǎn)品
今天H哥先為大家先介紹兩款
HSS-LDE模塊化伺服驅(qū)動(dòng)器
HSS-LDE一體化伺服驅(qū)動(dòng)器
上期H哥提到
如果把機(jī)器人本體比作是人的手臂
華數(shù)伺服驅(qū)動(dòng)器可以比作
一個(gè)健美的肌肉系統(tǒng)
可以幫助大腦靈活執(zhí)行精準(zhǔn)動(dòng)作控制
下面我們來(lái)詳細(xì)了解一下
華數(shù)機(jī)器人此款核心零部件吧
什么是伺服驅(qū)動(dòng)器?
伺服驅(qū)動(dòng)器是現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)控制的重要組成部分，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人及數(shù)控加工中心等自動(dòng)化設(shè)備中。它一般是通過(guò)位置、速度和力矩三種方式對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)高精度的傳動(dòng)系統(tǒng)定位，目前是傳動(dòng)技術(shù)的產(chǎn)品。
HSS-LDE模塊化驅(qū)動(dòng)器
HSS-LDE系列伺服驅(qū)動(dòng)器是華數(shù)機(jī)器人研制的新一代高性能中小功率交流伺服驅(qū)動(dòng)器。該系列驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用組合式直流共母線驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，單個(gè)電源模塊可以根據(jù)實(shí)際要求配多個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)模塊、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便。
圖1：HSS-LDE系列伺服驅(qū)動(dòng)器
其設(shè)備功率范圍為50W~1.5KW，采用以太網(wǎng)通訊接口，支持 EtherCAT、NCUC等多種通訊協(xié)議，支持25bit高分辨率式編碼器接口。使產(chǎn)品在多軸同步控制、動(dòng)態(tài)響應(yīng)、能源效率等方面均達(dá)到水平。
產(chǎn)品應(yīng)用組合
①多軸共直流母線設(shè)計(jì)，軸間自動(dòng)實(shí)現(xiàn)負(fù)荷分配，能量在軸間循環(huán)，高效節(jié)能。
②可以適配所有標(biāo)準(zhǔn)EtherCAT總線的控制器，可以隨意與其他品牌的標(biāo)準(zhǔn)EtherCAT總線型驅(qū)動(dòng)器搭配使用。
③拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)多樣化。
④支持DDR、DDL、伺服旋轉(zhuǎn)等多種電機(jī)。
⑤系統(tǒng)選型更靈活，產(chǎn)品開發(fā)階段可以根據(jù)需求，靈活的擴(kuò)展軸數(shù)、功率。
圖2：根據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用組合圖可發(fā)現(xiàn)，此設(shè)備能夠匹配所有任意類型標(biāo)準(zhǔn)的EtherCAT以太網(wǎng)總線的控制器，同時(shí)能夠驅(qū)動(dòng)圖中各種類別的電機(jī)。
設(shè)備規(guī)格
圖3：安裝尺寸圖
1 快 速
①1.6KHz速度環(huán)響應(yīng)帶寬；
②EtherCAT總線可支持1ms內(nèi)同步100個(gè)軸；
③弱磁控制技術(shù)，可大幅度提高轉(zhuǎn)速，可到6000R/Min；
④加速度、速度前饋技術(shù)可大幅度提高系統(tǒng)響應(yīng)。
2 緊 湊
①直流共母線技術(shù)，在安裝體積上是同類同規(guī)格產(chǎn)品的50%以下；
圖4：安裝體積對(duì)比圖
②驅(qū)動(dòng)模塊不同規(guī)格一體成型。
3 精 準(zhǔn)
①25bit高分辨率值編碼器；
②EtherCAT總線同步抖動(dòng)為±20ns。
4 穩(wěn) 定
①低頻振動(dòng)抑制；
②低剛性高增益設(shè)定功能；
③重力補(bǔ)償技術(shù)，可抑制機(jī)器人上使能或斷使能時(shí)的“點(diǎn)頭"現(xiàn)象。
①直流共母線技術(shù)，可以根據(jù)實(shí)際需求靈活擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)器數(shù)量；
②支持多種編碼器協(xié)議；
③支持多種類型電機(jī)；
④適配所有標(biāo)準(zhǔn)EtherCAT總線控制器；
⑤可以與所有標(biāo)準(zhǔn)EtherCAT總線伺服驅(qū)動(dòng)器混搭使用。
圖5：某企業(yè)木工雙榫機(jī)
圖7：機(jī)器人工業(yè)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)
HSS-LDE-X6系列一體化伺服驅(qū)動(dòng)器是華數(shù)機(jī)器人研制的新一代高性能多軸合一交流伺服驅(qū)動(dòng)器。該驅(qū)動(dòng)器集成了多軸模塊化驅(qū)動(dòng)的電源和驅(qū)動(dòng)功能，機(jī)身尺寸非常緊湊，集成度高，體積小，成本低，適配10~20公斤工業(yè)機(jī)器人，最多可同時(shí)支持6軸。
圖8：HSS-LDE-X6系列一體化伺服驅(qū)動(dòng)器
①尺寸：345x240x97.5mm；
②通信協(xié)議：EtherCAT；
③適配6軸或6軸以下機(jī)器人，支持外部IO擴(kuò)展；
④適配電機(jī)功率 1、2、3軸：2.5kw 4、5、6軸：0.8kw；
⑤適配編碼器類型：17位多摩川式編碼器、23位松下式編碼器。
與傳統(tǒng)分立式伺服驅(qū)動(dòng)器相比的主要差異:
① 以6軸為例，一體化驅(qū)動(dòng)器所用核心芯片數(shù)量(單片機(jī)ARM、可編程邏輯器件FPGA、從站芯片ESC)僅和傳統(tǒng)分立式驅(qū)動(dòng)器一個(gè)軸的數(shù)量相同，由于大幅降低了核心芯片的數(shù)量，成本可降低40％左右；
② 單個(gè)傳統(tǒng)分立式伺服驅(qū)動(dòng)器，電機(jī)磁場(chǎng)定向控制算法、電流模數(shù)轉(zhuǎn)換等主要功能由單片機(jī)ARM實(shí)現(xiàn)，可編程邏輯器件FPGA僅實(shí)現(xiàn)編碼器解碼，且只控制一個(gè)軸；
③對(duì)于一體化伺服驅(qū)動(dòng)器，單片F(xiàn)PGA集成了多個(gè)軸的電機(jī)控制算法、電流模數(shù)轉(zhuǎn)換、編碼器解碼等功能，從而實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)器從“6"到“1"的變化。
正是由于這種差異，一體化驅(qū)動(dòng)器在集成度和成本上具有優(yōu)勢(shì)，但也由于集成度的提高且功率器件的驅(qū)動(dòng)電源共用一個(gè)電源模塊，相應(yīng)的，對(duì)驅(qū)動(dòng)器的抗干擾性、可靠性的要求也較高。
設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)
目前，一體化伺服驅(qū)動(dòng)器已批量應(yīng)用于HSR-JH605、HSR-JM/JR612，HSR-BR616等小負(fù)載機(jī)器人產(chǎn)品。
圖9：四款華數(shù)機(jī)器人