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    隨著技術的不斷發展，工業機器人作為智能裝備的典型代表，將率先承擔起支撐這種制造模式變革的使命。近兩年，面對人工勞動力成本的不斷提升，工業機器人日益被企業倚重，中國工業機器人市場呈現爆發式增長。

    智慧工廠是現代工廠信息化發展的新階段，是在數字化工廠的基礎上，在制造業一系列科學管理實踐的基礎上，深度融合自動化技術、信息通信技術和智能科學技術，結合數據、信息和知識建立核心競爭力的，新一代制造業企業及其生態系統。從傳統制造方式過渡到智能制造、智慧工廠的全新制造平臺,是一種大勢所趨，無法抗拒。隨著技術的不斷發展，工業機器人作為智能裝備的典型代表，將率先承擔起支撐這種制造模式變革的使命。

概述

    近兩年，面對人工勞動力成本的不斷提升，工業機器人日益被企業倚重，中國工業機器人市場呈現爆發式增長。據CRIA與IFR聯合統計，2016年中國工業機器人市場銷量繼續增長，全年累計銷售89167臺，同比增長26.8%。增幅分別高于同期歐洲市場15個百分點、美洲市場19個百分點、亞洲市場8個百分點。在全球范圍內仍屬于快速增長市場。其中，國產工業機器人銷售29144臺，外資品牌機器人銷售超過60000臺。在市場占有率上，2016年國產機器人在市場總銷量中的比重為32.7%，比上年提高1個百分點。

    CoolDriveR6一體化伺服驅動器是清能德創電氣技術（北京）有限公司在進行大量工業機器人市場及客戶的需求調研后，為該行業量身打造的一款專用伺服產品。CoolDriveR6集成了多軸一體化設計、功能性安全技術、多種振動抑制算法等創新技術，并內置多種前饋功能，設計采用高速工業以太網絡，大幅提高了系統動態特性，為客戶提供更節能，更靈活，更安全的伺服系統。

    CoolDriveR6無論從產品形態還是集成功能上來說都非常適合用于工業機器人行業，完全可以替代國外同類產品，為客戶提供更具性價比的方案。

    案例分享-客戶需求

    本次項目所使用的20kG六關節工業機器人是國產最新型號，具有結構緊湊，關節速度較高，動態響應快，精度高，過載能力強等特點。

    按客戶要求，需達到：

    （1）實現較高的關節速度和重復定位精度，同時要求在帶載運行時保持機器人的穩定性；

    （2）可通過控制器對伺服驅動器的內部功能參數進行人工在線設定，以便實現精確控制。

設計難點

    工業機器人是非常典型的多軸控制系統，為使機器人能達到較高的重復定位精度，除了要求控制器有很強的路徑規劃算法及插補功能以外，伺服驅動器也必須保證在執行控制器位置指令時，保持所有關節嚴格同步。而為了提高機器人的運行速度，就需要伺服系統具有很強的瞬時過載能力和極高的動態響應特性。

方案設計

    通過對客戶需求的深入分析，系統為客戶設計了“KEBA控制器+CoolDriveR6”伺服驅動器的電控系統解決方案。CoolDriveR6采用ALLINONE設計，在緊湊的機身內集成了六個伺服軸，同時還預留了擴展空間，可為機器人提供附加軸。同目前通用伺服方案相比，最多可節省50%的空間。同時，CoolDriveR6加入了速度、加速度前饋補償，力矩補償等補償算法，并開發了定位抖動消除、慣量前饋等功能，可較好地解決機器人本體在高速運行、快速定位時產生的振動，并且提高機器人的動態特性。此外，CoolDriveR6還增加了電機弱磁控制技術以實現機器人的輕載高速運行，增加編碼器信號修正技術以提高機器人的穩定性和降低運行中的噪音等。

性能測試

    在實際測試過程中，在沒有加入速度、加速度前饋補償，力矩補償等補償算法的情況下，機器人在滿載運行時，會發生明顯振動。在機器人啟動的瞬間，如果沒有提前給定力矩補償，機器人本體由于重力的作用會發生下沉的動作，也就是俗稱的“點頭”。而在機器人由高速運行狀態快速停止時，如果沒有“定位抖動消除”功能，機器人本體會由于慣性的突然變化而發生抖動。

    從圖2、圖3兩幅對比圖中，可明顯看出開啟補償及振動抑制功能后，機器人本體的振動得到了有效抑制。

結束語

    清能德創致力于為國內機器人整機廠商提供國產高端伺服系統，在性能和功能上能夠滿足機器人對伺服系統的要求，同時也沒有國外產品高昂的價格，從而實現機器人關鍵零部件的國產化，降低國內機器人整機廠商的總體成本，提高國產機器人的競爭力，助力“中國制造2025”！