揭秘！原來(lái)它就是“讓世界愛(ài)上中國(guó)造”的關(guān)鍵
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(圖為格力自主研發(fā)的格力工業(yè)機(jī)器人用高性能伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器)
電子琴技藝嫻熟，于黑白琴鍵間變換“身法”，奏出樂(lè)曲的主旋律;吉他和貝司“雙劍合璧”，讓鏗鏘有力的配樂(lè)自顫動(dòng)的琴弦中迸發(fā);架子鼓是節(jié)奏“擔(dān)當(dāng)”，為整首歌曲增添了高低強(qiáng)弱的質(zhì)感;而鐘琴則如同錦上添花的“音樂(lè)精靈”，讓整首歌曲更添一絲靈動(dòng)……就這樣，一曲悠揚(yáng)激昂的《讓世界愛(ài)上中國(guó)造》在第四屆珠洽會(huì)的格力展位上奏演了三日，引人入勝。
如此功能齊備的樂(lè)隊(duì)，應(yīng)該需要不少優(yōu)秀的演奏者吧?事實(shí)上，此次“現(xiàn)身”珠洽會(huì)的格力樂(lè)隊(duì)是支“無(wú)人樂(lè)隊(duì)”，更準(zhǔn)確的說(shuō)是格力自主研發(fā)的工業(yè)機(jī)器人樂(lè)隊(duì)，盡管演奏者是一個(gè)個(gè)沒(méi)有生命、看似冰冷的“小黃人”，但是“他們”演奏《讓世界愛(ài)上中國(guó)造》時(shí)的反應(yīng)速度、操作精準(zhǔn)度和穩(wěn)定程度，絲毫不比真人差。而這背后奧秘就要追溯到格力工業(yè)機(jī)器人上搭載的一個(gè)格力自主研發(fā)的關(guān)鍵配件??格力工業(yè)機(jī)器人用高性能伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器。
作為工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，伺服系統(tǒng)可謂整個(gè)工業(yè)機(jī)器人的“心臟”，影響著工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)品體積、運(yùn)行精度、響應(yīng)速度等關(guān)鍵性能。然而國(guó)產(chǎn)伺服系統(tǒng)在技術(shù)與性能上與國(guó)外品牌有較大的差距，這是我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)需要突破的關(guān)鍵短板之一。格力從功率密度、齒槽轉(zhuǎn)矩、電流環(huán)設(shè)計(jì)等三方面入手，自主研發(fā)出工業(yè)機(jī)器人用高性能伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器，有效改善了國(guó)產(chǎn)伺服系統(tǒng)產(chǎn)品體積大、運(yùn)行精度低、響應(yīng)速度慢、用戶(hù)體驗(yàn)差等問(wèn)題。
格力小型輕量化伺服電機(jī)，打造機(jī)器人樂(lè)手“苗條”身姿
此次珠洽會(huì)用來(lái)演奏的電子鍵盤(pán)、吉他、貝司、架子鼓等樂(lè)器本身也都是正常大小，如果機(jī)器人體積過(guò)大，就無(wú)法和樂(lè)器匹配，自然沒(méi)有辦法完成樂(lè)曲的演奏。即便是技術(shù)上的問(wèn)題可以克服，“大馬拉小車(chē)”的外形也難免讓人有不美觀、不靈活的感受，讓機(jī)器人“擬人化”的美感極大降低。
小型化是工業(yè)機(jī)器人未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)之一。同等“工作能力”下，小型機(jī)器人具有占地面積少、外形小巧美觀、輕巧靈動(dòng)等優(yōu)勢(shì)。隨著工業(yè)機(jī)器人的小型化要求提高，伺服電機(jī)的小型化、輕量化也成為一種趨勢(shì)。
(圖為珠洽會(huì)現(xiàn)場(chǎng)展出的格力通用型伺服電機(jī))
傳統(tǒng)帶剎車(chē)的伺服電機(jī)采用獨(dú)立通用制動(dòng)器，結(jié)構(gòu)固化，電機(jī)小型化受限。為此，格力自主研發(fā)制動(dòng)器，并創(chuàng)新性地提出電機(jī)和制動(dòng)器一體化設(shè)計(jì)方案，使得電機(jī)結(jié)構(gòu)更加緊湊。此外，格力打破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造工藝，研發(fā)出一種新型鐵芯結(jié)構(gòu)及沖壓工藝，可有效地降低電機(jī)鐵損，進(jìn)而提升功率密度。隨著電機(jī)功率密度提升以及結(jié)構(gòu)小型化，電機(jī)溫升超標(biāo)成為了主要的瓶頸，格力通過(guò)對(duì)電機(jī)內(nèi)部傳熱路徑進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，將各部分溫升有效控制在合理范圍內(nèi)。
總之，格力獨(dú)創(chuàng)伺服電機(jī)高功率密度設(shè)計(jì)技術(shù)，有效縮短電機(jī)軸向長(zhǎng)度，解決了伺服電機(jī)因功率密度低和體積過(guò)大而導(dǎo)致機(jī)器人重量偏大的問(wèn)題，最大程度促進(jìn)機(jī)器人的小型化及輕量化。
格力高性能伺服系統(tǒng)，讓機(jī)器人樂(lè)手彈奏“快、準(zhǔn)、穩(wěn)”
樂(lè)隊(duì)演奏需要不同樂(lè)器的協(xié)調(diào)配合、通力合作，如果其中一個(gè)演奏者“慢半拍”，將會(huì)影響整首樂(lè)曲的和諧度，如果每個(gè)演奏者都不按既定的節(jié)奏，反應(yīng)速度遲緩，那么將會(huì)曲不成曲，調(diào)不成調(diào)。同時(shí)，演奏樂(lè)器還是個(gè)精細(xì)活兒，電子鍵盤(pán)上黑白琴鍵之間的距離不過(guò)1、2厘米，稍微偏差就會(huì)“黑白不分”，吉他和貝司等琴弦之間的距離更為緊密，如果操作不精準(zhǔn)，兩根琴弦一起彈都有可能，操作不當(dāng)不僅會(huì)擾亂演奏旋律，還有可能造成樂(lè)器的損壞。
(圖為珠洽會(huì)現(xiàn)場(chǎng)格力機(jī)器人樂(lè)隊(duì))
“快”、“準(zhǔn)”、“穩(wěn)”是伺服系統(tǒng)性能的主要考量指標(biāo)。格力研發(fā)出低齒槽轉(zhuǎn)矩及工藝保障技術(shù)、伺服系統(tǒng)高性能電流環(huán)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)兩大核心科技，提高伺服系統(tǒng)響應(yīng)速度、運(yùn)行精度和輸出平穩(wěn)性，完全滿(mǎn)足高性能工業(yè)機(jī)器人對(duì)伺服系統(tǒng)性能的要求。
為了保障機(jī)器人在不同工作場(chǎng)所都能勝任，要求伺服系統(tǒng)要滿(mǎn)足高過(guò)載能力，即電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩要足夠高;又要確保運(yùn)行精度，即影響運(yùn)行精度的電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩要低。格力伺服項(xiàng)目組通過(guò)特殊的低齒槽轉(zhuǎn)矩設(shè)計(jì)及工藝保障技術(shù)，在保證高輸出轉(zhuǎn)矩的同時(shí)大幅降低齒槽轉(zhuǎn)矩，成功解決了傳統(tǒng)伺服電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩和齒槽轉(zhuǎn)矩之間的“歷史性”矛盾 。針對(duì)傳統(tǒng)伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度慢，電流控制速度與精度無(wú)法兼顧的問(wèn)題，格力通過(guò)伺服系統(tǒng)高性能電流環(huán)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)，使整個(gè)系統(tǒng)可以兼顧電流控制的速度和精度。
最后，無(wú)論是彈奏樂(lè)器，還是在日常作業(yè)中，工業(yè)機(jī)器人都需要不斷地快速變換速度和位置，因此需要伺服電機(jī)有較快的運(yùn)行速度及較高的瞬時(shí)加速承載能力。格力伺服電機(jī)運(yùn)行區(qū)間范圍寬，體現(xiàn)在其最大運(yùn)行速度高和瞬時(shí)過(guò)載能力強(qiáng)兩個(gè)方面。應(yīng)用格力伺服系統(tǒng)的機(jī)器人在同等條件下，自重比更大，運(yùn)行速度更快，生產(chǎn)效率更高，可靠性更好。
小編了解到，經(jīng)上海電器設(shè)備檢測(cè)所有限公司檢驗(yàn)，格力自主研發(fā)的電機(jī)長(zhǎng)度、功率密度等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)優(yōu)于國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品水平。其中伺服電機(jī)功率密度、過(guò)載能力等性能指標(biāo)達(dá)到“國(guó)際領(lǐng)先”水平。
格力機(jī)器人樂(lè)隊(duì)實(shí)際反映的是中國(guó)造在自主生產(chǎn)國(guó)際先進(jìn)水準(zhǔn)的工業(yè)機(jī)器人核心零部件的實(shí)力，一曲《讓世界愛(ài)上中國(guó)造》更加表明了“中國(guó)造”正逐步掌握智能制造相關(guān)領(lǐng)域的核心科技的底氣。怎么樣?一起為這支“有故事”的機(jī)器人樂(lè)隊(duì)鼓掌吧~
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