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摘要：簡單介紹日本三木無勵磁制動器，推介BXR及BXR-LE在伺服前端外置及關節(jié)機器人上的應用
關鍵詞：日本三木MIKIPULLEY制動器伺服電機外置關節(jié)
天津奧祥盛世科技發(fā)展有限公司，作為三木產(chǎn)品主要供應商之一，近年在無勵磁制動器應用領域，取得不少寶貴經(jīng)驗，獲益頗多。在此，簡單為大家分享一下伺服前端外置及關節(jié)機器人上的應用：
當今很多運動控制設備應用中，為了確保設備部件在停電時的緊急制動或長時間保持停止狀態(tài)，這就需要選用制動器，俗稱抱閘。那么先來介紹一下抱閘日本三木無勵磁型電磁制動器，如圖1：
圖1
以下為其結構簡圖，如圖2
圖2
如上圖2所示，簡要介紹安裝及工作原理如下：
1，整個制動器大致呈扁圓柱體狀，安裝在固定法蘭盤上。
2，圓盤轉子制動盤通過帶有鍵槽安裝孔的轉子輪轂安裝在旋轉軸上。
3，當定子線圈通電產(chǎn)生電磁吸引力，電樞板受到電磁力吸引克服轉矩彈簧推力緊靠定子側表面，此時轉子制動盤與定子和前邊之間的都有空隙，可以允許轉子隨旋轉軸旋轉。
4，當定子線圈斷電，電磁吸引力消失，此時轉矩彈簧將電樞板壓向轉子側和前板；轉子盤被電樞板和前板夾緊使得旋轉軸和轉子無法旋轉，從而起到制動和保持的作用。
這種制動器與電機內(nèi)置的電磁制動器的原理一樣，都是靠彈簧的推力產(chǎn)生摩擦力的制動器：在停電時緊急制動、長時間保持停止狀態(tài)、防止機械空轉等方面發(fā)揮制動和保持位置的性能。
下面通過實物再認識一下，如下圖3、圖4：
圖3圖4
圖3前板側可以看到法蘭固定孔，以及棕色的轉子制動盤。
圖4制動器側，自上而下分別是：前板，轉子制動盤，電樞板和定子線圈外殼。
了解了以上產(chǎn)品的結構和原理，下面談一下使用。
目前機械設備要起到緊急停止或者長時間保持制動狀態(tài)時，其實是以選用電機自帶內(nèi)置抱閘為主的。但在使用過程中，不少特別應用場合，電機自帶抱閘可能存在著諸多局限性，比如：
1，電機內(nèi)置抱閘的制動扭矩或保持力矩不足時，由于同一個機座號的電機均配置同一個規(guī)格的制動器，因此要提升制動扭矩，往往需要增大選配的電機機座號，這樣會極大增加了設備成本。
2，電機內(nèi)置電磁制動器，增加了電機的體積和安裝空間需求，尤其是增加電機軸長方向的尺寸，這對于很多電機安裝空間極為緊湊的應用（如機械臂關節(jié)等），極大的增加了集成和組裝的難度。
3，電機內(nèi)置制動器，廠家出廠時，都是按保持制動配置，但有個別用戶，需要的是經(jīng)常緊急制動，用戶頻繁的打開/閉合緊急制動，產(chǎn)生摩擦，如果使用電機內(nèi)置制動器將極大降低電機使用壽命。
4，另外，電機內(nèi)置的制動器通常是安裝在電機尾部的（差不多和反饋編碼器位置很接近），其制動和保持扭矩是需要通過電機軸和聯(lián)軸器等一系列機械傳動機構傳導到最終部件負載的，這之間的非剛性扭轉和背間隙產(chǎn)生的位置角度偏差，對于某些需要在停止時依然保持較高精度的應用來說，會產(chǎn)生一系列問題。
基于以上各類不同原因，在實際的應用中可能會需要使用到外置的，可以安裝于電機軸前端的，或者離負載部件更近的電磁制動器；這種場合往往要求結構更加緊湊，尺寸要求更小更薄，這也正是我們這次要為大家介紹的三木無勵磁制動器中的重點：BXR（實物圖5）、BXR-LE（實物圖3、圖4、圖6）超薄型制動器厚度一般為其它廠家相應產(chǎn)品厚度的1/2至1/3
圖5圖6
以下以BXR-LE為例進行，部分數(shù)據(jù)及比較，見表7、圖8、表9、圖10：
表7
圖8
表9
圖10
通過以上BXR-LE的產(chǎn)品參數(shù)尺寸等的展示，以及圖10的直觀對比，可以看到，將我司BXR-LE在合適的場合進行電機前端外置安裝，對于尺寸結構控制，是非常有效的。
下面看一下電機軸前端的安裝實例（BXR-040-10LE）如圖11、圖12、圖13：
圖11圖12圖13
如圖11這種安裝方式，需要通過一個中間過渡法蘭將其固定在電機法蘭盤上；
如圖12，這種安裝，可直接將電機軸相應部位設計成同轉子盤連接的尺寸，進一步壓縮整體尺寸；也可通過轉子轂連接。
綜合圖11、圖12、圖13，可以看到制動器電源出線，同時也能理解制動器此時如何安裝了。
下面看一下應用實例中制動盤的動作，機器人維修，圖14、圖15（不是BXR-LE，僅示意銜鐵與定子位置）：
圖14圖15
圖14，此時為定子線圈斷電時，壓力彈簧將銜鐵推離定子（銜鐵和定子間產(chǎn)生小縫），進而將銜鐵和制動盤緊緊擠壓到前板上，轉子夾在中間不能旋轉，此為制動狀態(tài)。
圖15，定子通電，電磁線圈產(chǎn)生吸引力，吸引銜鐵，銜鐵克服彈簧推力，銜鐵緊緊吸附于定子線圈上（銜鐵和定子見無縫隙），此時轉子與銜鐵、轉子與前板間，都有小縫隙（轉子在里面的位置，不容易觀察），處于自由旋轉狀態(tài)，即制動器打開的狀態(tài)。圖14與圖15之間銜鐵位置的差別，就是這個小縫隙，就是制動器打開和關閉時的動作行程，可見，縫隙越小，制動器的動作時間就會越短，應答性越好。BXR-LE的應答時間見表7，機器人維修，以BXR-040-10LE為例，銜鐵的吸引和釋放時間分別是60ms和20ms，在同行業(yè)產(chǎn)品中，動作時間是非常快速的。
以上說明，主要闡述了我司BXR及BXR-LE超薄型制動器，在一些結構緊湊，尺寸要求較嚴格的場合，www.twshmhelmet.com，同以往相比，給出了一些不一樣的方案，有其鮮明的特點。下圖16、圖17：
圖16圖17
這兩幅圖也都是該產(chǎn)品用于前端外置安裝，圖16是將帶輪及電機軸，同制動器轉子轂進行一體化設計，進一步壓縮了原來轉子轂的部分空間；而圖17展示了關節(jié)機器人控制機械臂關節(jié)尺寸的應用，同時該BXL-LE產(chǎn)品很小的重量，對于機械臂將電機的扭矩更多的用于提取負載重量，也是很有好處的。
以上這些無勵磁產(chǎn)品，包含BXR及BXR-LE等超薄產(chǎn)品，一經(jīng)推出，便受到了國外電機廠家及機械臂廠家的廣泛應用及好評，天津奧祥盛世科技發(fā)展有限公司，同樣將其作為重點介紹給我們國內(nèi)的用戶，希望能帶給我們廣大伺服廠家及關節(jié)機器人廠家更多的選擇。如有關于產(chǎn)品的任何問題，您可以給我們致電或者發(fā)送郵件至15900278792@139.com。
我們也提供伺服電機內(nèi)置式的制動器，如BXW-R，其小外徑的特點，便于伺服電機內(nèi)置，目前已經(jīng)被眾多伺服廠家所采用，同時也被眾多關節(jié)機器人廠家采用。
相關三木無勵磁制動器型號列表：
BXR-015-10LE
BXR-020-10LE
BXR-025-10LE
BXR-035-10LE
BXR-040-10LE
BXR-050-10LE
BXR-06-10/20
BXR-08-10/20
BXR-10-10/20
BXR-12-10/20
BXR-14-10/20
BXR-16-10/20
BXW-01-10L/H/S/R
BXW-02-10L/H/S
BXW-03-10L/H/S/R
BXW-04-10L/H/S
BXW-05-10L/H/S/R
BXL-06-10
BXL-08-10
BXL-10-10
BXL-12-10