工业机器人的三大驱动方式分别是液压驱动、气动驱动和电动驱动,以下是各驱动方式的特点:
1、液压驱动
优点
输出力大:能够提供较大的推力或转矩,可驱动较重的负载,适用于承载能力大、惯量大的机器人。
响应速度快:系统压力传递迅速,能快速实现动作,满足高速运动的需求。
控制精度高:伺服驱动具有较高的精度,可实现精确的位置控制和运动轨迹控制。
传动平稳可靠:油液作为介质,具有防锈性和自润滑性能,能减少部件磨损,提高机械效率和使用寿命。
可直接驱动:可以省去减速装置,直接与被驱动的连杆相连,使结构更加紧凑。
缺点
能量转换损失:需要将电能转换为液压能来驱动机器人,存在能量转换损失,效率相对较低。
易泄漏:液体的泄漏难以克服,要求液压元件有较高的精度和质量,否则会影响系统的正常工作,且维修成本较高。
噪音较大:液压系统的泵、阀门等部件在工作时会产生较大的噪音。
对油液要求高:油液的粘度随温度变化而变化,高温容易引起燃烧、爆炸等危险,低温则会使油液粘度增加,影响工作性能。
需供油系统:需要相应的供油系统,尤其是电液伺服系统对滤油装置要求严格,否则会引起故障。
2、气动驱动
优点
能源获取方便:可以直接利用工厂集中的空气压缩机站供气,不必添加动力设备。
结构简单、成本低:气动元件工作压力低,故制造要求也比液压元件低,整体结构简单,价格相对便宜。
清洁无污染:空气介质对环境无污染,使用安全,可直接应用于高温作业。
速度快:压缩空气粘度小,容易达到高速(可达 1m/s)。
缺点
功率密度低:与液压驱动相比,同体积条件下功率较小,不适用于大功率的场合。
速度控制困难:空气压缩性大,工作平稳性差,速度控制困难,要达到准确的位置控制很困难。
精度较低:难以实现高精度的运动控制,重复定位精度一般不如液压和电动驱动。
除水问题:压缩空气的除水问题很重要,处理不当会使钢类零件生锈,导致机器人失灵。
噪声污染:排气时会造成噪声污染。
3、电动驱动
优点
使用方便:所用能源简单,只需接入电源即可工作,不需要复杂的能量转换装置。
控制灵活:可以通过改变电流、电压等参数方便地控制电机的转速、转向和扭矩,实现精确的运动控制,满足各种复杂的工作要求。
效率高:电机的能量转换效率较高,速度和位置精度都很高,能够满足大多数工业应用场景的需求。
噪音低:与液压驱动相比,电动驱动的噪音较低,工作环境更加安静。
维护成本低:电机及其配套的驱动器结构相对简单,维护方便,成本较低。
缺点
部分电机受限:直流有刷电机不能直接用于要求防爆的环境中,限制了其在一些特殊场合的应用。
需安装传动机构:大多数电机后面需安装精密的传动机构,增加了系统的复杂性和成本。
工业机器人的三种驱动方式各有优缺点,选择哪种驱动方式取决于具体的应用需求、工作环境、负载要求等因素,在实际应用中,可以根据具体情况选择最适合的驱动方式,以实现最佳的性能和经济效益。