摘要

　　電子琴技藝嫻熟，于黑白琴鍵間變換“身法”，奏出樂曲的主旋律;吉他和貝司“雙劍合璧”，讓鏗鏘有力的配樂自顫動的琴弦中迸發(fā);架子鼓是節(jié)奏“擔當”，為整首歌曲增添了高低強弱的質(zhì)感;而鐘琴則如同錦上添花的“音樂精靈”，讓整首歌曲更添一絲靈動……就這樣，一曲悠揚激昂的《讓世界愛上中國造》在第四屆珠洽會的格力展位上奏演了三日，引人入勝。

(圖為格力自主研發(fā)的格力工業(yè)機器人用高性能伺服電機及驅(qū)動器)

 

　　電子琴技藝嫻熟，于黑白琴鍵間變換“身法”，奏出樂曲的主旋律;吉他和貝司“雙劍合璧”，讓鏗鏘有力的配樂自顫動的琴弦中迸發(fā);架子鼓是節(jié)奏“擔當”，為整首歌曲增添了高低強弱的質(zhì)感;而鐘琴則如同錦上添花的“音樂精靈”，讓整首歌曲更添一絲靈動……就這樣，一曲悠揚激昂的《讓世界愛上中國造》在第四屆珠洽會的格力展位上奏演了三日，引人入勝。

　　如此功能齊備的樂隊，應該需要不少優(yōu)秀的演奏者吧?事實上，此次“現(xiàn)身”珠洽會的格力樂隊是支“無人樂隊”，更準確的說是格力自主研發(fā)的工業(yè)機器人樂隊，盡管演奏者是一個個沒有生命、看似冰冷的“小黃人”，但是“他們”演奏《讓世界愛上中國造》時的反應速度、操作精準度和穩(wěn)定程度，絲毫不比真人差。而這背后奧秘就要追溯到格力工業(yè)機器人上搭載的一個格力自主研發(fā)的關鍵配件??格力工業(yè)機器人用高性能伺服電機及驅(qū)動器。

　　作為工業(yè)機器人控制系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，伺服系統(tǒng)可謂整個工業(yè)機器人的“心臟”，影響著工業(yè)機器人的產(chǎn)品體積、運行精度、響應速度等關鍵性能。然而國產(chǎn)伺服系統(tǒng)在技術與性能上與國外品牌有較大的差距，這是我國機器人產(chǎn)業(yè)需要突破的關鍵短板之一。格力從功率密度、齒槽轉(zhuǎn)矩、電流環(huán)設計等三方面入手，自主研發(fā)出工業(yè)機器人用高性能伺服電機及驅(qū)動器，有效改善了國產(chǎn)伺服系統(tǒng)產(chǎn)品體積大、運行精度低、響應速度慢、用戶體驗差等問題。

　　

格力小型輕量化伺服電機，打造機器人樂手“苗條”身姿

　　此次珠洽會用來演奏的電子鍵盤、吉他、貝司、架子鼓等樂器本身也都是正常大小，如果機器人體積過大，就無法和樂器匹配，自然沒有辦法完成樂曲的演奏。即便是技術上的問題可以克服，“大馬拉小車”的外形也難免讓人有不美觀、不靈活的感受，讓機器人“擬人化”的美感極大降低。

　　小型化是工業(yè)機器人未來發(fā)展的趨勢之一。同等“工作能力”下，小型機器人具有占地面積少、外形小巧美觀、輕巧靈動等優(yōu)勢。隨著工業(yè)機器人的小型化要求提高，伺服電機的小型化、輕量化也成為一種趨勢。

(圖為珠洽會現(xiàn)場展出的格力通用型伺服電機)

 

　　傳統(tǒng)帶剎車的伺服電機采用獨立通用制動器，結(jié)構(gòu)固化，電機小型化受限。為此，格力自主研發(fā)制動器，并創(chuàng)新性地提出電機和制動器一體化設計方案，使得電機結(jié)構(gòu)更加緊湊。此外，格力打破傳統(tǒng)設計與制造工藝，研發(fā)出一種新型鐵芯結(jié)構(gòu)及沖壓工藝，可有效地降低電機鐵損，進而提升功率密度。隨著電機功率密度提升以及結(jié)構(gòu)小型化，電機溫升超標成為了主要的瓶頸，格力通過對電機內(nèi)部傳熱路徑進行系統(tǒng)設計，將各部分溫升有效控制在合理范圍內(nèi)。

　　總之，格力獨創(chuàng)伺服電機高功率密度設計技術，有效縮短電機軸向長度，解決了伺服電機因功率密度低和體積過大而導致機器人重量偏大的問題，最大程度促進機器人的小型化及輕量化。

　　

格力高性能伺服系統(tǒng)，讓機器人樂手彈奏“快、準、穩(wěn)”

　　樂隊演奏需要不同樂器的協(xié)調(diào)配合、通力合作，如果其中一個演奏者“慢半拍”，將會影響整首樂曲的和諧度，如果每個演奏者都不按既定的節(jié)奏，反應速度遲緩，那么將會曲不成曲，調(diào)不成調(diào)。同時，演奏樂器還是個精細活兒，電子鍵盤上黑白琴鍵之間的距離不過1、2厘米，稍微偏差就會“黑白不分”，吉他和貝司等琴弦之間的距離更為緊密，如果操作不精準，兩根琴弦一起彈都有可能，操作不當不僅會擾亂演奏旋律，還有可能造成樂器的損壞。

(圖為珠洽會現(xiàn)場格力機器人樂隊)

   

　　“快”、“準”、“穩(wěn)”是伺服系統(tǒng)性能的主要考量指標。格力研發(fā)出低齒槽轉(zhuǎn)矩及工藝保障技術、伺服系統(tǒng)高性能電流環(huán)優(yōu)化設計技術兩大核心科技，提高伺服系統(tǒng)響應速度、運行精度和輸出平穩(wěn)性，完全滿足高性能工業(yè)機器人對伺服系統(tǒng)性能的要求。

　　為了保障機器人在不同工作場所都能勝任，要求伺服系統(tǒng)要滿足高過載能力，即電機輸出轉(zhuǎn)矩要足夠高;又要確保運行精度，即影響運行精度的電機齒槽轉(zhuǎn)矩要低。格力伺服項目組通過特殊的低齒槽轉(zhuǎn)矩設計及工藝保障技術，在保證高輸出轉(zhuǎn)矩的同時大幅降低齒槽轉(zhuǎn)矩，成功解決了傳統(tǒng)伺服電機輸出轉(zhuǎn)矩和齒槽轉(zhuǎn)矩之間的“歷史性”矛盾 。針對傳統(tǒng)伺服系統(tǒng)動態(tài)響應速度慢，電流控制速度與精度無法兼顧的問題，格力通過伺服系統(tǒng)高性能電流環(huán)優(yōu)化設計技術，使整個系統(tǒng)可以兼顧電流控制的速度和精度。

　　最后，無論是彈奏樂器，還是在日常作業(yè)中，工業(yè)機器人都需要不斷地快速變換速度和位置，因此需要伺服電機有較快的運行速度及較高的瞬時加速承載能力。格力伺服電機運行區(qū)間范圍寬，體現(xiàn)在其最大運行速度高和瞬時過載能力強兩個方面。應用格力伺服系統(tǒng)的機器人在同等條件下，自重比更大，運行速度更快，生產(chǎn)效率更高，可靠性更好。

　　小編了解到，經(jīng)上海電器設備檢測所有限公司檢驗，格力自主研發(fā)的電機長度、功率密度等關鍵技術指標優(yōu)于國際同類產(chǎn)品水平。其中伺服電機功率密度、過載能力等性能指標達到“國際領先”水平。

　　格力機器人樂隊實際反映的是中國造在自主生產(chǎn)國際先進水準的工業(yè)機器人核心零部件的實力，一曲《讓世界愛上中國造》更加表明了“中國造”正逐步掌握智能制造相關領域的核心科技的底氣。怎么樣?一起為這支“有故事”的機器人樂隊鼓掌吧~