協作機器人的發展改變了我們的世界，而體積更小、功能更強大的電機正是其需要的關鍵部件。

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

背景

協作機器人的變革將改變老年人的輔助護理方式，人們與工作環境的互動方式，甚至外科醫生施行心臟手術的方式。

 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）有多年的密切合作伙伴關系。

 TQ-RoboDrive生產多種用于協作機器人的無框空心軸定子-轉子套件（ILM系列），有效載荷高達20 kg。還生產各種框架式空心軸和實心軸伺服電機，這些電機結合了TQ-RoboDrive無框伺服套件的卓越電機設計與空間優化的外殼。

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

挑戰

 現代的協作機器人趨向于仿人形設計，并且需要使用緊湊、輕巧、具有高轉矩密度的電動關節。

 當要求機器人將負載的重物舉高時，電機汲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余熱量，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，這是行業的基準。

 TQ-RoboDrive電機重量輕、扭矩大，這種特性在外骨骼機器人和協作機器人應用中非常重要。正是高扭矩、重量輕（即高轉矩密度）的優點使TQ-RoboDrive電機系統從眾多其他電機制造商的產品中脫穎而出。

 TQ-RoboDrive曾經在尋找一種高精度磁編碼器解決方案，用于為機器人設計重量超輕的無框電機。這個方案需要使用市場上沒有的新型微型絕對式磁編碼器。

 TQ-RoboDrive公司工業驅動產品部負責人Ulrich Kerber解釋說：

 “我們一直在思考未來機器人技術將如何發展，我們的一種猜想是機器人將變得越來越小。我們已有小型電機（ILM25和ILM38），但是要找到合適的附件組件（例如編碼器）卻相當困難。由于市場上沒有滿足我們需求的產品，于是我們聯系了RLS和雷尼紹，并跟他們說，我們需要一個外徑不超過28 mm，但空心軸直徑至少要達到5 mm的編碼器。”

解決方案

 TQ-RoboDrive向RLS和雷尼紹尋求解決方案。在此之前，RLS已向TQ-RoboDrive提供AksIM編碼器用于其他大直徑電機；為滿足此次的圓磁柵直徑要求，RLS承諾設計和制造一款新型號。

 Kerber先生回憶說：“RLS和雷尼紹認為這個項目挑戰很大，但是他們非常愿意接受這項挑戰。”

 他們對現有的AksIM技術進行了改進，以滿足電機的嚴苛要求，比如更大的溫度范圍、更高的抗雜散磁場干擾性，以及更簡便的安裝方式。

 TQ-RoboDrive電機包含若干主要組件：定子和轉子、安全制動器和編碼器。所有組件都安裝在一個結構緊湊的電機外殼內。編碼器位于電機后端，而且每個組件的直徑各不相同。

 裝配順序非常重要，因為安全制動器會產生雜散磁場，因此編碼器必須安裝在制動器后面，以屏蔽編碼器磁環。

 “最終，他們設計出一款完美適合我們的ILM25和ILM38電機尺寸的傳感器，從而為框架式空心軸電機和無框伺服套件提供了一個完整的驅動解決方案。他們完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伙伴關系幫助TQ-RoboDrive擴展了產品種類，得以針對機器人應用推出市場上轉矩密度最高的伺服電機。TQ-RoboDrive與其供應商之間的密切合作使其客戶獲益頗多，因為這樣可以更快地解決問題，提供更好的技術支持和更優質的客戶服務。

 Ulrich Kerber進一步解釋了在機器人領域建立合作和行業伙伴關系的重要性：

 “雖然協作機器人市場仍然相對較小，但是每年都呈動態增長。在這個領域，我認為供應商和客戶之間需要持續對話，齊力推動最新趨勢發展，應對挑戰。選擇一個可靠的編碼器合作伙伴非常重要。市場上的技術繁雜多樣，而我們要選擇的是適合我們的電機的最優技術。同RLS和雷尼紹建立合作關系的好處之一是，他們在市場上占有重要地位，而且產品知名度很高。TQ-RoboDrive可以隨時聯系RLS和雷尼紹尋求技術支持，因而故障排查非常便捷。”

TQ集團簡介

TQ集團由Detlef Schneider和Rudiger Stahl于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，而且可以在產品生命周期的所有階段為客戶提供幫助。TQ集團還是一個生產服務
(E2MS) 提供商，榮獲有無數創新和設計大獎。

TQ-RoboDrive的技術起源于德國航空航天中心 (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 — 一種具有出色的功率密度和高扭矩，結構緊湊且質量輕巧的伺服電機。

這種電機速度穩定性優、動態響應快且熱連通性好，是一種非常適合機器人應用的開創性技術。現在，TQ-RoboDrive的電機解決方案可用于機器人和協作機器人、醫療技術、航空航天設備、機械工程、激光技術和光學設備領域中要求苛刻的應用。

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