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雷尼紹與RLS聯手推動機器人變革

2020-12-25 來源（yuán）：雷尼紹作者：-

協作機（jī）器人的（de）發展改變了我們的世界（jiè），而體積更小、功能更強大的電機正是其（qí）需要的（de）關鍵部件。

一家領先的機器人驅動器製造商（shāng）TQ-RoboDrive，則成為了這場科技革命的先鋒。

背景（jǐng）

協作機器人的變革將改變老年人的輔助護理方式，人們（men）與（yǔ）工作（zuò）環（huán）境（jìng）的（de）互動方式，甚至外科醫生施行心髒手術的方式。

RLS d.o.o.是雷尼紹的關聯公司，它與德國TQ-RoboDrive公司（TQ集團的下屬企業之一）有多年的密切合作夥伴關係。

TQ-RoboDrive生產多種用於協作機器人的無框空心軸定子-轉子套件（ILM係列），有效載荷高達20 kg。還生產（chǎn）各種框架式空（kōng）心軸和實心軸伺服電機，這些電機結合了TQ-RoboDrive無框伺服（fú）套（tào）件的（de）卓越電機（jī）設計與空間優化的（de）外殼。

RLS向TQ-RoboDrive提供AksIM™絕對式（shì）離軸（空心軸）磁編碼器，以及（jí）OnAxis™磁編（biān）碼器。同雷尼紹聯手（shǒu），RLS成功調整AksIM™編碼器滿足了TQ-RoboDrive更加嚴苛的（de）尺寸和性能要求，助力其打造（zào）先進的協作機器人（rén）。

挑戰

現代的協作機器人趨向於仿人形設計，並且需要使用緊湊（còu）、輕巧、具（jù）有高轉（zhuǎn）矩密度的電動關（guān）節。

當要求機器人將負載（zǎi）的重物舉高時，電機汲（jí）取的電流將大幅增加。這樣的操作任務可能會導致扭矩過載（扭矩過（guò）大）。

重型電機（超過500 g）可以毫不費力地吸收過載時產生的多餘熱量，而輕型電機則有燒毀的風險。TQ-RoboDrive電機可承受30秒的3倍額定過載，這是行業的基（jī）準。

TQ-RoboDrive電（diàn）機重（chóng）量輕、扭矩大，這種特性在外骨骼機器人和協作機器人（rén）應用中（zhōng）非常重要。正是高扭矩、重量輕（即高轉矩密度）的（de）優點使TQ-RoboDrive電機係統從眾多其他電機製（zhì）造商的產品中（zhōng）脫穎而出（chū）。

TQ-RoboDrive曾經在尋找一種高精度磁編碼器解決方案，用於為機器（qì）人（rén）設計重量超（chāo）輕（qīng）的（de）無（wú）框電機。這個方案（àn）需要使用市（shì）場上沒有的新型微型絕（jué）對式磁編碼器（qì）。

TQ-RoboDrive公司（sī）工（gōng）業驅動產品部負責人Ulrich Kerber解釋說：

“我們一直在思（sī）考未來機器（qì）人技術將如何發展，我們的（de）一種猜想是（shì）機（jī）器人將變得越來越（yuè）小。我們已有小型電機（ILM25和ILM38），但是要找到合適的附件（jiàn）組（zǔ）件（例如編碼器）卻相當困難。由於市場上沒有滿足我們（men）需求的產品，於是我們聯係了RLS和雷尼紹（shào），並跟他們說，我們需要一個外徑不（bú）超過28 mm，但空心軸直徑至少要達到（dào）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（cǐ）之前，RLS已向TQ-RoboDrive提（tí）供AksIM編碼器用於其他大直徑電機；為滿足此次的圓（yuán）磁柵直徑要求，RLS承諾設計和製造一款新型號。

Kerber先生回憶說：“RLS和（hé）雷（léi）尼紹認為這個項目挑戰很大，但是他們（men）非常願意接受這項挑戰。”

他們對現有（yǒu）的AksIM技術進行了改進（jìn），以滿足電機的嚴苛要求（qiú），比如更大的溫（wēn）度範圍、更高的抗雜散磁場幹擾性，以及更簡便的安裝方式。

TQ-RoboDrive電機包含若（ruò）幹主要組件：定子和（hé）轉子、安全製動器和編碼器。所有組件都安裝在一個結構緊湊的電機外殼（ké）內。編碼器位於電機後端，而且每個組件的直徑各不相同。

裝配順序非常重要，因為（wéi）安全製動器會產生雜散磁場，因此編碼器必須安（ān）裝在製動器後麵（miàn），以屏蔽編碼器磁環。

“最終，他們設計出（chū）一款（kuǎn）完美適合我們的ILM25和ILM38電（diàn）機尺（chǐ）寸的（de）傳感器，從而為框架式空心（xīn）軸電機和無框伺服套件提供了一個完整的（de）驅動解決方案。他們完（wán）美地滿足了我們的要求”，Kerber先生總結道。

結果

與RLS及雷尼紹之間的合作夥伴關係幫助TQ-RoboDrive擴展（zhǎn）了產品（pǐn）種類，得以針對（duì）機器人應用（yòng）推出（chū）市場上轉（zhuǎn）矩密度最（zuì）高的（de）伺服電機。TQ-RoboDrive與其供應（yīng）商之間的密切合作（zuò）使其客戶獲（huò）益頗多（duō），因為這樣可以更快地解決問題，提供（gòng）更好的技術支持和更優（yōu）質的客戶服（fú）務。

Ulrich Kerber進一步解釋了在機（jī）器人領域建立合（hé）作和（hé）行業夥伴關（guān）係的重要性：

“雖（suī）然協作機器人市（shì）場仍然相對較小，但（dàn）是每年都呈動態增長。在這（zhè）個領域，我認為供（gòng）應商和客戶之（zhī）間需要持續對話，齊力推動最新趨勢發展，應對（duì）挑戰。選擇（zé）一個可靠的（de）編碼器合作夥伴非常重要。市場上的（de）技術繁雜多樣，而我們要選擇的是適合我們的電機的最優技術。同RLS和雷尼紹建立（lì）合作關係的好處之一是，他們在（zài）市場上占有重要地位，而且產品知名度很高。TQ-RoboDrive可以（yǐ）隨時聯係（xì）RLS和雷尼紹尋求技術支持（chí），因而故障排查非常便捷。”

TQ集團（tuán）簡介

TQ集團由Detlef Schneider和Rudiger Stahl於1994年成立。TQ，代表技術和質量，為眾多行業提供電子工程解決方案，而且可以在產品生（shēng）命周期的所有階段為（wéi）客戶提供幫助。TQ集團還（hái）是一個生產（chǎn）服務

(E2MS) 提供商，榮獲有無數創新和設計大獎。

TQ-RoboDrive的（de）技術（shù）起（qǐ）源於德國航空航天中心 (German Aerospace Center, DLR) 下屬的機器人學和機電學研究所 (Institute for Robotics and Mechatronics)。DLR的研究者們開發了一種新型無框電機技術 — 一種（zhǒng）具有出色的功率密（mì）度（dù）和高扭矩（jǔ），結構（gòu）緊湊且質量（liàng）輕巧的（de）伺服電機。

這種電機速度穩定性優、動態響應快且熱連通性（xìng）好（hǎo），是一種非常適合機器人應用的開創性（xìng）技術。現在，TQ-RoboDrive的電（diàn）機解決方案可用於（yú）機器人和協（xié）作機器（qì）人、醫療技術、航空航（háng）天設備、機械工程、激光技術和光學設備領域中要求苛刻的（de）應用。

詳情請訪問：www.renishaw.com.cn/encoders

關於雷尼紹

雷尼紹（shào）是世界領先的工程科（kē）技公司之（zhī）一，在精密測量和醫療保健（jiàn）領（lǐng）域擁有（yǒu）專（zhuān）業技（jì）術。公（gōng）司向眾多行業（yè）和領域提供產品和服務 — 從飛機引擎、風力渦輪發電機（jī）製造，到口腔和腦外（wài）科醫療設備等。此外，它還在全球增（zēng）材製造（也稱3D打印）領域居領導地位，是一家設計和（hé）製造工業用增材製造設備（通過金屬粉末“打印（yìn）”零件）的公（gōng）司。

雷尼紹集團目前在37個國家/地區設（shè）有79個分支機構，員工逾4,000人，其（qí）中2,500餘名員工在英國本土（tǔ）工作。公司的大部分研（yán）發和製造均在英國本土進行，在截至2020年6月的2020財年，雷尼紹實現（xiàn）銷售收入（rù）5.10億英鎊，其中94%來自出口業務（wù）。公司最大的市場為中國、美國、日本和德國。

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