图1中,工业机器人控制器的主要任务是控制机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹、操作顺序及动作的时间等。机器人自由度的高低取决于其可移动的关节数目,关节数愈多,自由度越高,位移精准度也愈出色,所须使用的伺服电机数量就相对较多;换言之,愈精密的工业型机器人,其内的伺服电机数量愈多。伺服电机的分类大致有以下三种:
①液压和气压驱动:响应速度慢、精度低,伴随着焊接机器人伺服驱动系统对响应速度、控制精度要求的提高,液压和气压驱动正逐步退出市场;
②直流电机伺服:直流伺服具有精度高、控制系统简单等优点，是当前伺服系统的主流。但是存在电刷机械换向机构，换向时的打火现象可能对工作现场的安全造成危害，同时机械换向机构易磨损，不利于伺服系统的持续可靠工作，且维护困难;
③交流永磁同步电机伺服:质量功率比小,无机械换向机构,易维护,但控制系统较为复杂,不易实现高精度控制。随着技术发展,交流同步电机逐步具备了宽调速范围、高稳速精度、快速动态响应及四象限运行等良好的技术性能,正逐步取代直流电机。
每台多轴机器人由一套控制系统控制,这也意味着控制器性能要求较高。一旦控制器因为电力问题(断电、浪涌、过、低压等)发生误动作、宕机、甚至引发数据丢失,将引发重大事故。在分析控制器的输入端前加配的稳压电源故障后,发现造成稳压电源98%的故障即不能正常工作,是因为电压暂降即“晃电”引起的,稳压电源的配置有天生缺陷,应选用工业型UPS。
我们知道无论供电局花多少代价来改善电网,但是还是无法避免电压暂降或暂升、电压浪涌、谐波干扰、频率漂移、瞬态尖峰/高压、市电断电等电力品质问题的发生,给电力用户带来不良影响。这是由于在电网上有大量的负载,它们的一些工作状态和故障状态、及自然灾害等,都会影响电网的安全可靠性。如:闪电暴雨、大风下雪、建筑施工中起重机和挖掘机人员误操作、动物触线、其它大电机启动、短路故障、线路切换配电装置故障等。