科尔摩根为Universal Robots轻型机械臂提供驱动电机

UR 5和UR 10是Universal Robots公司为提高工业生产灵活性推出的两款新型机械臂。现在 工作区域面临的问题是传统机器人太大、太昂贵，噪音也大。由于UR 5和UR 10重量轻， 所以可用于任何有需要的地方。六关节机器人的功率密度很大一部分来自于科尔摩根公司特 殊改装的KBM直驱电机。Universal Robots能将电机直接嵌入关节运动轴中，无需增加底座。

作者：德国拉根廷市科尔摩根公司大客户经理Ian Young

UR5和UR10是Universal Robots
公司（http://www.universal-robots.com/CN/Universal_Robots.aspx）特意为中小型企业开发
的机械臂型号。这两款机械臂可处理五至十公斤的有效载荷，但其自身重量仅为18和25
公斤。轻型的重量使得它能方便移动，无需复杂的子组件。这些多功能机器人在操作时也同
样灵活，这得益于其用户友好型软件。这一多功能性可通过用户友好型软件为丹麦公司提供
支持。正因如此，六轴轻型机器人可在任何时候从事新的任务。无需专业的机器人知识也可
进行编程。

模块化设计
净重和承载力的特殊比率是先进的轻质结构带来的结果，它不含任何冗余组件。采用该驱动
技术后，这种极简策略意味着可将科尔摩根的无框组件电机直接集成至关节轴中。这样，机
器人可起到电机底座的功能，同时减速机可用作转子的主轴承。整体来看，UR所使用的组
件通常拥有多功能，并最终大大减少了机械部件使用，如球轴承、联轴器或轴，从而减少了
整个系统的重量和外观大小。此外，由于拥有高功率密度，科尔摩根电机增加了UR5和UR10
平台的起重能力，同时KBM电机也增加了UR 5和10 UR的起重能力。

例如，用于加工和生产设施中的六轴机器人。它们可通过编程轻松完成重复性任务。图片由
Universal Robots公司提供。

KBM电机通过空间优化方式为伺服轴配置提供了较大的自由度，由于它拥有可变的模块化
设计。图片由科尔摩根公司提供。

KBM电机系列为优化扭矩、最小化齿槽和谐波失真提供了先进的电磁设计。这些优势还通
过大的工作转速范围得以体现。定子中拥有高填充密度的电磁技术可增大扭矩，并保持更低
的热损耗。转子中使用的是高强度的稀土磁铁，它可生成1.45至3445牛顿米的连续扭矩，
峰值扭矩为4.91至12,812牛顿米。“这些高品质电机是我们选择科尔摩根的原因，” Universal
Robots公司技术业务经理Esben H. Östergaard解释到。

UR 5和UR 10采用科尔摩根KBM电机设计，可直接集成于轴关节中，无需底座。图片由
Universal Robots公司提供

鉴于KBM电机可嵌入机器人底座中，并直接驱动负载，因此该机器人可进行高精度的水平
运动和力度控制。有针对性的力度控制在此至关重要，因为机器人需不断完整地移动不同的
高易变性工件。在操作过程中，它们能识别对象的大小和柔性，并相应地调节所施加的力。
该力度需大于25牛顿才能操作。由于拥有±10牛顿的精度和±5毫米的精确性，所以可对
所需要的力度和所期望的位置进行编程，并能作用于每个关节。

Universal Robots公司技术业务经理Esben H. Östergaard评价到，科尔摩根产品的可用性在市
场中正不断增长。图片由Universal Robots公司提供

操作时无噪音，能效高
该机器人的另一个优势是运行时噪音低，还很节能。从总拥有成本来看，节能减耗可直接提
高机器人的整体效率，从而增强其技术竞争力。高能效还与电机损耗的减少密切相关。效率
越高，生成的热量就越少。这意味着电机越凉爽，在低于其最大额定值下操作时其使用寿命
更长。改进后的温度特性还可防止整个结构升温。“我们以前使用的电机在连续运行时容易
发热。由于损耗更低，科尔摩根的KBM电机可保持凉爽。因此，我们的机器人可以在不降
容的情况下持续运行，”Östergaard指出，尤其是针对拥有较长操作周期和相对高负荷的测
试程序。

KBM系列是科尔摩根提供的创新型直驱无框电机技术。该无框电机套件可为机械和设备工
程提供广泛的解决方案，用于创建灵活性、功率密度、动力和耐用性最大的应用。KBM平
台除了可提供技术优势外，还包括14个框架设计及许多预先设计的交货周期短的标准配件。
“无论何时无论多少，我们基本上都能订到我们想要的电机，”Östergaard强调。这一点尤
为重要，因为Universal Robots公司正在快速发展。“因此，我们需要一个适合我们的驱动技
术合作伙伴。”在这方面，科尔摩根公司通过其交货可靠性给丹麦机器人专家留下了深刻印
象，并因此在捷克布尔诺市建立了一个UR专用生产线。
与工作人员密切合作：专为生产中协同工作设计的丹麦机器人。图片由科尔摩根公司提供

KBM直驱电机
http://www.kollmorgen.com/zh-cn/products/motors/direct-drive/kbm-series-frameless/kbm系列无框电机/

前景

最终，同步伺服电机安静的操作和高品质的控制确保了机器人也可用于处理应用之外的应用。
到目前为止，Universal Robots的重点仍是将机器人作为执行简单任务的工具。“因此，我们
不与处理更复杂任务的机器人制造商直接竞争，相反，我们为辛苦、单调的手工劳动节省了
人力，”Östergaard强调到。虽然已有丹麦欧登塞市的公司已开发了不含不可控的震荡和振
动的轻质结构，但是，也有新的应用可能性，如焊接和粘接。“我们可以扩大我们的业务渠
道，”Östergaard说。这一发展还源于其拥有复杂的安全技术，这样这两种型号甚至可以在
没有额外屏蔽的情况下使用。这为工作人员和技术之间开启了安全舒适的合作方式。

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