步科 FMC无框力矩电机介绍

文:上海步科自动化股份有限公司2022年第六期

  在机器人行业大热的当下,机器人的硬件构成是除了 运动控制系统之外最重要的性能保障单元。谁能先解决核 心零部件问题,谁就能在“赛道”上赢得先机,其中关节 电机的性能是各家机器人企业都很关注的重点方向之一。

  1 市场应用“痛点”

  在目前机器人关节电机的实际应用中,常常碰到的难题包括:

  • 首先是关节电机的转矩密度

  近年来,机器人行业对关节电机的需求朝着扭矩不 变、尺寸更小的方向发展,因此要求关节电机能够不断地 提高功率密度。

  • 其次是电机的温升

  基于较小的尺寸,达到很高功率密度之外,另一个重 要指标则是看达到热稳态之后的电机温升。因为关节是一 个布置紧凑、包含减速机以及编码器、力传感等元器件在 内的完整系统,因此温升将会带来一系列的影响。

  • 接着需要考虑电机的额定和最高转速

  机器人在某些场景中有不断提速的需求,理论上对于 电机系统来说,转矩需求固定,额定速度上限附近将损失 转矩,因此这也意味着更高的电磁设计要求。

  • 最后还有成本的要求

  新一代国产机器人崛起之秀一经上市,即把机器人成 本做到了更落地的水平。作为关键零部件,电机的成本备 受关注,而核心零部件的国产化是必经之路。

  

无框力矩电机.png

  2 步科第三代无框力矩电机—— FMC系列

  2016年步科首代无框电机以媲美国外某品牌的性能 上市后,就未曾停止技术探索之路。 接着公司突破了设 计和工艺极限,创造了国内市场上多槽分瓣式结构,极大 地提高了槽满率,降低了温升,随后即推出了第二代无框 力矩电机——这种基于18槽的灌封工艺属于首创。

  市场和需求是不断进化的,2022年,步科基于更多 用户“痛点”,推出了第三代无框力矩电机 —— FMC系 列无框力矩电机。

  经过多年的积淀,步科高品质、高性能的产品形象深 入用户之心。步科在定义每一细分市场的产品之初都会牢 记品牌定位,相比同业产品,步科FMC无框力矩电机有以 下诸多亮点:

  (1)专精特新

  • 专业化:通过深⼊优化电磁⽅案,获得更⾼的转矩 密度;

  • 精细化: 目前有52mm - 132mm10种框架尺⼨, 覆盖3 - 25kg 负载需求,相同转矩下,尺⼨更⼩,温升 更低;

  • 特色化:首创无框灌封工艺,轻量化设计、更薄机 ⾝,运动速度更快,更平稳,与市场产品相比,铜损下降 率高达20%;

  • 新颖化:与市场主流的谐波减速机尺⼨匹配 ,更⼤ 的中空内径,满⾜客⼾多样化的穿线需求。

  (2)科技赋能

  • 搭载可集成24bit绝对值中空编码器或者霍尔传感 器,让运行更加平稳;

  • 定转子激光标识,保证追溯性;

  • 提供定制化解决方案,可提供无机壳/有机壳等 方案;

  • 数字化⼯⼚,持续稳定⽣产,全球分销,国内多地 设有办事处提供⽀持和服务。

  3 选择无框电机的优势

  采用无框电机具有以下应用优势:

  • 工程师不再受限于选择传统的有外壳结构件的同步 电机,来建立运动控制轴;

  • 创新性地把无框电机集成到机器本身的结构里,不 只实现了空间压缩,同时也降低了整体系统的惯量,从而 加减速所需的扭矩变低,电机控制更平稳,系统带宽得以 提升。

无框力矩电机1.png

无框力矩电机2.png

  4 小结

  然而无框电机不仅仅只局限于协作机器人的应用场 景,可以说只要是机器人行业的动力单元,都可以考虑应 用无框电机来达到更高的集成度,在机器人的动力单元, 例如关节电机/四足执行器/轮毂/手术机器人等常见的单 元中都可以匹配无框电机。在性能更佳的情况下,随着设 计成本控制及量产成本摊薄带来的成本下降,其在机器人 领域的应用前景可以说是非常良好的。

  在瞬息万变的当下,步科以“联+动”为战略发展方向,聚焦机器人行业,深入研究机器人应用场景,不断开 发出了一系列机器人行业的新品。新一代无框力矩电机的 推出, 是步科聚焦机器人行业下的又一个果实。展望未 来,步科会继续砥砺前行,与行业深度链接,力争在机器 人电机、关节、驱动等领域成为领军企业。智造美好生 活,步科将为客户提供更多高性能的创新产品!


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