協(xié)作機(jī)器人的發(fā)展改變了我們的世界，而體積更小、功能更強(qiáng)大的電機(jī)正是其需要的關(guān)鍵部件。
一家領(lǐng)先的機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器制造商TQ-RoboDrive，則成為了這場(chǎng)科技革命的先鋒。
背景
協(xié)作機(jī)器人的變革將改變老年人的輔助護(hù)理方式，人們與工作環(huán)境的互動(dòng)方式，甚至外科醫(yī)生施行心臟手術(shù)的方式。
RLS d.o.o.是雷尼紹的關(guān)聯(lián)公司，它與德國(guó)TQ-RoboDrive公司（TQ集團(tuán)的下屬企業(yè)之一）有多年的密切合作伙伴關(guān)系。
TQ-RoboDrive生產(chǎn)多種用于協(xié)作機(jī)器人的無(wú)框空心軸定子-轉(zhuǎn)子套件（ILM系列），有效載荷高達(dá)20 kg。還生產(chǎn)各種框架式空心軸和實(shí)心軸伺服電機(jī)，這些電機(jī)結(jié)合了TQ-RoboDrive無(wú)框伺服套件的卓越電機(jī)設(shè)計(jì)與空間優(yōu)化的外殼。
RLS向TQ-RoboDrive提供AksIM?絕對(duì)式離軸（空心軸）磁編碼器，以及OnAxis?磁編碼器。同雷尼紹聯(lián)手，RLS成功調(diào)整AksIM?編碼器滿足了TQ-RoboDrive更加嚴(yán)苛的尺寸和性能要求，助力其打造先進(jìn)的協(xié)作機(jī)器人。
挑戰(zhàn)
現(xiàn)代的協(xié)作機(jī)器人趨向于仿人形設(shè)計(jì)，并且需要使用緊湊、輕巧、具有高轉(zhuǎn)矩密度的電動(dòng)關(guān)節(jié)。
當(dāng)要求機(jī)器人將負(fù)載的重物舉高時(shí)，電機(jī)汲取的電流將大幅增加。這樣的操作任務(wù)可能會(huì)導(dǎo)致扭矩過(guò)載（扭矩過(guò)大）。
重型電機(jī)（超過(guò)500 g）可以毫不費(fèi)力地吸收過(guò)載時(shí)產(chǎn)生的多余熱量，而輕型電機(jī)則有燒毀的風(fēng)險(xiǎn)。TQ-RoboDrive電機(jī)可承受30秒的3倍額定過(guò)載，這是行業(yè)的基準(zhǔn)。
TQ-RoboDrive電機(jī)重量輕、扭矩大，這種特性在外骨骼機(jī)器人和協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用中非常重要。正是高扭矩、重量輕（即高轉(zhuǎn)矩密度）的優(yōu)點(diǎn)使TQ-RoboDrive電機(jī)系統(tǒng)從眾多其他電機(jī)制造商的產(chǎn)品中脫穎而出。
TQ-RoboDrive曾經(jīng)在尋找一種高精度磁編碼器解決方案，用于為機(jī)器人設(shè)計(jì)重量超輕的無(wú)框電機(jī)。這個(gè)方案需要使用市場(chǎng)上沒(méi)有的新型微型絕對(duì)式磁編碼器。
TQ-RoboDrive公司工業(yè)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品部負(fù)責(zé)人Ulrich Kerber解釋說(shuō)：
“我們一直在思考未來(lái)機(jī)器人技術(shù)將如何發(fā)展，我們的一種猜想是機(jī)器人將變得越來(lái)越小。我們已有小型電機(jī)（ILM25和ILM38），但是要找到合適的附件組件（例如編碼器）卻相當(dāng)困難。由于市場(chǎng)上沒(méi)有滿足我們需求的產(chǎn)品，于是我們聯(lián)系了RLS和雷尼紹，并跟他們說(shuō)，我們需要一個(gè)外徑不超過(guò)28 mm，但空心軸直徑至少要達(dá)到5 mm的編碼器。”
解決方案
TQ-RoboDrive向RLS和雷尼紹尋求解決方案。在此之前，RLS已向TQ-RoboDrive提供AksIM編碼器用于其他大直徑電機(jī)；為滿足此次的圓磁柵直徑要求，RLS承諾設(shè)計(jì)和制造一款新型號(hào)。
Kerber先生回憶說(shuō)：“RLS和雷尼紹認(rèn)為這個(gè)項(xiàng)目挑戰(zhàn)很大，但是他們非常愿意接受這項(xiàng)挑戰(zhàn)。”
他們對(duì)現(xiàn)有的AksIM技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，以滿足電機(jī)的嚴(yán)苛要求，比如更大的溫度范圍、更高的抗雜散磁場(chǎng)干擾性，以及更簡(jiǎn)便的安裝方式。
TQ-RoboDrive電機(jī)包含若干主要組件：定子和轉(zhuǎn)子、安全制動(dòng)器和編碼器。所有組件都安裝在一個(gè)結(jié)構(gòu)緊湊的電機(jī)外殼內(nèi)。編碼器位于電機(jī)后端，而且每個(gè)組件的直徑各不相同。
裝配順序非常重要，因?yàn)榘踩苿?dòng)器會(huì)產(chǎn)生雜散磁場(chǎng)，因此編碼器必須安裝在制動(dòng)器后面，以屏蔽編碼器磁環(huán)。
“最終，他們?cè)O(shè)計(jì)出一款完美適合我們的ILM25和ILM38電機(jī)尺寸的傳感器，從而為框架式空心軸電機(jī)和無(wú)框伺服套件提供了一個(gè)完整的驅(qū)動(dòng)解決方案。他們完美地滿足了我們的要求”，Kerber先生總結(jié)道。
結(jié)果
與RLS及雷尼紹之間的合作伙伴關(guān)系幫助TQ-RoboDrive擴(kuò)展了產(chǎn)品種類，得以針對(duì)機(jī)器人應(yīng)用推出市場(chǎng)上轉(zhuǎn)矩密度最高的伺服電機(jī)。TQ-RoboDrive與其供應(yīng)商之間的密切合作使其客戶獲益頗多，因?yàn)檫@樣可以更快地解決問(wèn)題，提供更好的技術(shù)支持和更優(yōu)質(zhì)的客戶服務(wù)。
Ulrich Kerber進(jìn)一步解釋了在機(jī)器人領(lǐng)域建立合作和行業(yè)伙伴關(guān)系的重要性：
“雖然協(xié)作機(jī)器人市場(chǎng)仍然相對(duì)較小，但是每年都呈動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)。在這個(gè)領(lǐng)域，我認(rèn)為供應(yīng)商和客戶之間需要持續(xù)對(duì)話，齊力推動(dòng)最新趨勢(shì)發(fā)展，應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)。選擇一個(gè)可靠的編碼器合作伙伴非常重要。市場(chǎng)上的技術(shù)繁雜多樣，而我們要選擇的是適合我們的電機(jī)的最優(yōu)技術(shù)。同RLS和雷尼紹建立合作關(guān)系的好處之一是，他們?cè)谑袌?chǎng)上占有重要地位，而且產(chǎn)品知名度很高。TQ-RoboDrive可以隨時(shí)聯(lián)系RLS和雷尼紹尋求技術(shù)支持，因而故障排查非常便捷。”