步科 FMC無框力矩電機介紹

文:上海步科自動化股份有限公司2022年第六期

導語:在機器人關節(jié)電機的應用中,常常會碰到電機功率密度難以提升、如何控制溫升、更高的電磁設計要求,以及盡可能地降低成本 等一系列難題。本文主要介紹了步科新推出的第三代無框力矩電機 FMC 系列產(chǎn)品,其針對上述應用“痛點”,在設計和制造工 藝上做了進一步的優(yōu)化,滿足了目前機器人行業(yè)的應用需求。

  在機器人行業(yè)大熱的當下,機器人的硬件構(gòu)成是除了 運動控制系統(tǒng)之外最重要的性能保障單元。誰能先解決核 心零部件問題,誰就能在“賽道”上贏得先機,其中關節(jié) 電機的性能是各家機器人企業(yè)都很關注的重點方向之一。

  1 市場應用“痛點”

  在目前機器人關節(jié)電機的實際應用中,常常碰到的難題包括:

  ? 首先是關節(jié)電機的轉(zhuǎn)矩密度

  近年來,機器人行業(yè)對關節(jié)電機的需求朝著扭矩不 變、尺寸更小的方向發(fā)展,因此要求關節(jié)電機能夠不斷地 提高功率密度。

  ? 其次是電機的溫升

  基于較小的尺寸,達到很高功率密度之外,另一個重 要指標則是看達到熱穩(wěn)態(tài)之后的電機溫升。因為關節(jié)是一 個布置緊湊、包含減速機以及編碼器、力傳感等元器件在 內(nèi)的完整系統(tǒng),因此溫升將會帶來一系列的影響。

  ? 接著需要考慮電機的額定和最高轉(zhuǎn)速

  機器人在某些場景中有不斷提速的需求,理論上對于 電機系統(tǒng)來說,轉(zhuǎn)矩需求固定,額定速度上限附近將損失 轉(zhuǎn)矩,因此這也意味著更高的電磁設計要求。

  ? 最后還有成本的要求

  新一代國產(chǎn)機器人崛起之秀一經(jīng)上市,即把機器人成 本做到了更落地的水平。作為關鍵零部件,電機的成本備 受關注,而核心零部件的國產(chǎn)化是必經(jīng)之路。

  

無框力矩電機.png

  2 步科第三代無框力矩電機—— FMC系列

  2016年步科首代無框電機以媲美國外某品牌的性能 上市后,就未曾停止技術探索之路。 接著公司突破了設 計和工藝極限,創(chuàng)造了國內(nèi)市場上多槽分瓣式結(jié)構(gòu),極大 地提高了槽滿率,降低了溫升,隨后即推出了第二代無框 力矩電機——這種基于18槽的灌封工藝屬于首創(chuàng)。

  市場和需求是不斷進化的,2022年,步科基于更多 用戶“痛點”,推出了第三代無框力矩電機 —— FMC系 列無框力矩電機。

  經(jīng)過多年的積淀,步科高品質(zhì)、高性能的產(chǎn)品形象深 入用戶之心。步科在定義每一細分市場的產(chǎn)品之初都會牢 記品牌定位,相比同業(yè)產(chǎn)品,步科FMC無框力矩電機有以 下諸多亮點:

  (1)專精特新

  ? 專業(yè)化:通過深?優(yōu)化電磁?案,獲得更?的轉(zhuǎn)矩 密度;

  ? 精細化: 目前有52mm - 132mm10種框架尺?, 覆蓋3 - 25kg 負載需求,相同轉(zhuǎn)矩下,尺?更?,溫升 更低;

  ? 特色化:首創(chuàng)無框灌封工藝,輕量化設計、更薄機 ?,運動速度更快,更平穩(wěn),與市場產(chǎn)品相比,銅損下降 率高達20%;

  ? 新穎化:與市場主流的諧波減速機尺?匹配 ,更? 的中空內(nèi)徑,滿?客?多樣化的穿線需求。

  (2)科技賦能

  ? 搭載可集成24bit絕對值中空編碼器或者霍爾傳感 器,讓運行更加平穩(wěn);

  ? 定轉(zhuǎn)子激光標識,保證追溯性;

  ? 提供定制化解決方案,可提供無機殼/有機殼等 方案;

  ? 數(shù)字化??,持續(xù)穩(wěn)定?產(chǎn),全球分銷,國內(nèi)多地 設有辦事處提供?持和服務。

  3 選擇無框電機的優(yōu)勢

  采用無框電機具有以下應用優(yōu)勢:

  ? 工程師不再受限于選擇傳統(tǒng)的有外殼結(jié)構(gòu)件的同步 電機,來建立運動控制軸;

  ? 創(chuàng)新性地把無框電機集成到機器本身的結(jié)構(gòu)里,不 只實現(xiàn)了空間壓縮,同時也降低了整體系統(tǒng)的慣量,從而 加減速所需的扭矩變低,電機控制更平穩(wěn),系統(tǒng)帶寬得以 提升。

無框力矩電機1.png

無框力矩電機2.png

  4 小結(jié)

  然而無框電機不僅僅只局限于協(xié)作機器人的應用場 景,可以說只要是機器人行業(yè)的動力單元,都可以考慮應 用無框電機來達到更高的集成度,在機器人的動力單元, 例如關節(jié)電機/四足執(zhí)行器/輪轂/手術機器人等常見的單 元中都可以匹配無框電機。在性能更佳的情況下,隨著設 計成本控制及量產(chǎn)成本攤薄帶來的成本下降,其在機器人 領域的應用前景可以說是非常良好的。

  在瞬息萬變的當下,步科以“聯(lián)+動”為戰(zhàn)略發(fā)展方向,聚焦機器人行業(yè),深入研究機器人應用場景,不斷開 發(fā)出了一系列機器人行業(yè)的新品。新一代無框力矩電機的 推出, 是步科聚焦機器人行業(yè)下的又一個果實。展望未 來,步科會繼續(xù)砥礪前行,與行業(yè)深度鏈接,力爭在機器 人電機、關節(jié)、驅(qū)動等領域成為領軍企業(yè)。智造美好生 活,步科將為客戶提供更多高性能的創(chuàng)新產(chǎn)品!


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