工業機器人在生產自動化中的應用越來越廣泛，應用在其軸關節的電機控制系統是很重要的執行系統。介紹了一種應用于小功率機器人軸關節電機的整體系統解決方案，包括機械結構設計和控制系統。

隨著現代制造業的發展，越來越多的工業機器人應用在裝配、噴涂、焊接等生產操作中。在工業機器人控制系統中，執行關節的控制電機系統是很重要的終端執行環節，影響著整個機器人的最終運行效果，因此，整體電機系統的設計顯得尤為重要。工業機器人軸關節驅動電機要求具有大功率質量比、扭矩慣量比，高啟動轉矩，低慣量和較寬廣且平滑的調速范圍。為了滿足以上要求，稀土永磁電機成為機器人關節電機的首選。本文介紹的是一種針對負載5kg，工作范圍為85cm的小功率六自由度工業機器人軸關節電機控制方案。其中，包括電機的機械形式和控制系統設計。

1、電機結構設計

本方案電機本體所處的位置再工業機器人每個軸關節部位，其所處的位置對于電機結構設計有一定的要求。電機外形要與機器人一體化，且電機具有高效率和高啟動力矩輸出。此外，對于電機的線纜走線設計也提出了較高的要求，因為線纜分布于機械手臂內部，由于空間有限，在設計走線上也要綜合考慮。

2、電機控制軟件設計

永磁同步電機控制方式主要分為2種，即方波控制和正弦波控制。2種控制方式基于不同的電機磁場模型，考慮到工業機器人的平穩運行要求，本方案選擇正弦波控制。為了提高供電電壓的利用率，在驅動技術上采用了SVPWM技術，三相橋不同的開關狀態形成的基礎電壓矢量分成6個扇區，電壓矢量的投影決定了的開關狀態和開關時間。

3、電機控制硬件系統設計

六個軸關節電機有2種功率，但其整體控制原理相同。考慮到整體控制系統的集約性，電機控制板放置于軸關節電機后面，與軸關節外觀上形成一體。每個電機控制硬件主要分為電源模塊、核心CPU配置系統、驅動功率模塊、電流反饋模塊、位置反饋模塊、通信模塊、位姿模塊、制動電路。

本文介紹了一種工業機器人軸關節電機的設計方案，此方案可以滿足工業機器人主控制箱對執行器的要求，主控箱與電機每8ms通信1次。在這個周期內，電機可執行完上一次通信的位置或速度指令。