单电缆机器人伺服系统方案_1.docx

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1、单电缆机器人伺服系统方案导语：为了顺应工业市场开展的潮流，作为行业指导者的德国SICK传感器公司，在2020年推出了全数字的伺服反应通讯协议HIPERFACEDSL协议。这使得伺服反应的通讯电缆减少到两芯，从伺服驱动器到伺服电机之间的连接只需一条电缆。HIPERFACEDSL接口，完全实现了数字化，可以帮助彻底改善伺服驱动系统的性能，提供全新的功能。在2021年7月的CIROS中国国际机器人展上，知名的机器人制造商上海新时达展出了全新的单电缆机器人系统解决方案。该方案为国内首创，国际领先的单电缆机器人伺服系统方案。它率先将HIPERFACEDSL单电缆数字伺服反应技术应用于六轴的关节机器人上。

2、机器人本体采用了上海新时达SR系列通用机器人。SR20构造轻巧，有效负载为20Kg，最大工作半径为1588mm。它的外形构造紧凑，各关节均安装了高精度减速机，高速的关节速度能在狭小的工作空间内进展灵敏的作业，可以进展搬运、码垛、装配等作业。作为机器人动力的;，上海新时达公司采用了自主研发的eMobotic系列高性能网络型伺服驱动器。该驱动器支持HIPERFACEDSL伺服反应接口，简化了电机与驱动器的连接，可降低系统本钱和空间布线复杂度。两轴同步精度0.1us电流环周期50us，速度环和位置环周期100us。并支持多种总线接口POWERLINK、EtherCAT、CANOpen、PROFINE

3、T等。当然，精湛的伺服驱动系统也离不开高品质的伺服电机作为支撑。由于装备了六台上海翡叶动力出品的5FS系列高成效和高动态性能伺服电机，该单电缆机器人的动力系统尤为强劲。该系列电机具有良好的转子构造，使惯量最小化，转矩脉动低，高负载才能。由于电机的设计符合HIPERFACEDSL伺服反应协议的标准。电机的动力传输与编码器反应合二为一，立即节省了编码器插座与编码器插头的本钱。十分是保存下来的电缆连接与普通伺服电机的动力电缆构造非常近似，电机侧仅需保存一套普通的电源动力连接器。由于节省了一套编码器信号连接器的安装空间，伺服电机的尺寸变得更加紧凑，重量也变得更加轻巧。为了保证了优异的动态特性，作为运动

4、控制的核心，该系列伺服电机的反应系统采用了来自德国SICK的EKM36伺服反应编码器。作为支持HIPERFACEDSL技术的首款伺服反应编码器，它的分辨率高达20位，并且多圈记录方式采用了德国传统的机械齿轮式构造，永久免维护且无需更换电池。由于采用半径仅为2mm的迷你码盘，编码器的抗振动性能高达50倍重力加速度50g/10-2.000Hz，非常合适关节机器人应用中振动、冲击较强的使用环境。并具借助编码器内置的诊断功能，温度、速度和电流、电压等信息都会被记录在伺服编码器中，伺服驱动器可以通过伺服反应通讯协议从伺服编码器中获取相应的信息。这些诊断信息使得设备的维护更加高效，进而帮助进步设备的可用性

5、和降低设备的故障率。假如将伺服驱动器接入因特网，上述这些诊断信息还可以由维护工程师通过远程操纵的方式进展监控。通过驱动器实现的诊断和预防性维护，将为实现工业4.0的开展打下了坚实的根底。由于伺服驱动系统采用了数字化的信号传输和HIPERFACEDSL特有的抗干扰技术，不仅从伺服驱动器到伺服电机的传输仅需一根电缆，并且，从机器人本体到电气柜的传输也仅需一根电缆。作为诸多优秀的电缆供给商之一，来自意大利的TK集团公司为新时达机器人提供了全套的高品质的机器人用复合电缆解决方案，包括伺服驱动电缆与机器人本体电缆。该系列电缆符合HIPERFACEDSL技术标准，并完美适用于机器人应用的抗改变特性要求：改

6、变角度达+/-180/1m，弯曲半径为7.5倍电缆直径。采用PUR护套，屏蔽覆盖率高达85%，耐油，阻燃，并通过UL/CASDESINA认证。由于电缆设计制造符合HIPERFACEDSL技术标准的要求，可保证长达100米信号传输间隔。由于整体机器人的布局减少了将近一半的电缆数目，使得整个机器人的布线更加简洁紧凑，并且重量也更轻巧，机械运动的惯量也到达更小，最终到达更少的能耗。更低的本钱，更少的空间需求，更高的性能以及更高的平安性和可靠性，HIPERFACEDSL数字伺服反应技术引领了机器人开展的方向，为单电缆机器人的开展打下了坚实的根底，并且，机器人的最终使用者将从中获得最大的收益。如图1所示。单电缆机器人系统解决方案采用HiperfaceDSL数字伺服反应技术，编码器电缆与电机动力电缆合二为一，节省布线空间，简化系统设计，降低总线本钱，采用纯数字信号传输，增强抗干扰才能，进步系统的可靠性。如图2所示。