导语：

在机器人关节电机的应用中，常常会碰到电机功率密度难以提升、如何控制温升、更高的电磁设计要求，以及尽可能地降低成本等一系列难题。本文主要介绍了步科新推出的第三代无框力矩电机 FMC 系列产品，其针对上述应用“痛点”，在设计和制造工艺上做了进一步的优化，满足了目前机器人行业的应用需求。

1 市场应用“痛点”

在目前机器人关节电机的实际应用中，常常碰到的难题包括：

• 首先是关节电機的轉矩密度

近年來，機器人行業對關節電機的需求朝著扭矩不变、尺寸更小的方向發展，因此要求關節電機能夠不断地提高功率密度。

• 其次是電機溫升

基于較小的尺寸，達到很高功率密度之外，又一個重大的指標則是看達到熱穩態之後的電機溫升。因為關節是一個布置緊凑、包含減速機以及編碼器、力傳感等元件內的一個完整系統，因此溫升將會帶來一系列影響。

• 接着需要考慮電機額定和最高轉速

機器人在某些情況下有持續提速的需求，理論上對於電動系統而言，由於轉矩需求固定，在額定速度附近將損失轉矩，因此這也意味著更高的地磁設計要求。

• 最后还有成本的问题

新一代国产机械手崛起之秀一经上市，即把机械手成本做到了更落地水平。作为关键零部件，一致性的核心零部件国产化是必经之路。

2 步科第三代无框力矩电机——FMC系列

2016年步科首创了一种新的无框结构，这种设计极大地提高了槽满率，并且减少了温度增量。随后公司又突破了设计与制造技术极限，将18槽分瓣式结构改进为52mm - 132mm10种框架尺寸，使得相同转矩下，可以实现更小体积，更低温度增量。而对于市场和用户来说，这样的创新成果是一个巨大的福音，因为它不仅缩短了解决问题所需时间，而且还能降低整体系统成本，从而增加客户竞争力的同时，也让他们能够应对更加复杂多变的情况。

经过多年的积淀，步科高品质、高性能产品形象深入用户心目。在定义每一个细分市场产品时，都牢记品牌定位，与同业相比，有以下亮点：

(1) 专精特新：

专业化：通过深入优化电磁方案获得更高转矩密度;

精细化：覆盖3 - 25kg负载需求，不同转角下的尺寸都能适用;

特色化：首创无框灌封工艺，轻量化设计，更薄壳体，加快运动速度;

新颖性：与市场主流谐波减速匹配，更大中空内径满足多样穿线;

(2) 科技赋能：

搭载可集成24bit绝对值中空编码或霍尔传感，让运行更加平稳;

定转子激光标识保证追溯性;

提供定制解决方案，无模壳/有模壳等方案备选;

数字生产持续稳定生产全球分销国内多个办事处提供支持服务;

3 选择无框力的优势

采用无框力的优势包括：

• 工程师不再受限于选择传统同步发动机会来建立运动控制轴，只要没有限制就可以自由搭配不同的设备。

• 创新性地把无框力量集成到整个系统里，不只实现空间压缩，同时也降低整体系统惯量，从而加减速所需扭矩变低。

4 结论

然而，无帧风格并不仅局限于协作机械人的使用场景，可以说只要是机械人的动力单元，都可以考虑使用帧风格来达到更多集成效果。在性能方面进行完善之后，再结合经济效益及产量带来的价格下降，其在机械行业中的应用前景非常广阔。

未来，对于那些寻求技术革新的企业来说，无帧风格将成为一种不可忽视的情报来源。因此，它们将继续研究并开发出具有更多创新特色的产品，以此迎接未来的挑战，而这些挑战正是在不断发展变化中的工业世界日益增长的人口和财富之间产生出来的一个自然结果。