工业机器人在生产自动化中的应用越来越广泛，应用在其轴关节的电机控制系统是很重要的执行系统。介绍了一种应用于小功率机器人轴关节电机的整体系统解决方案，包括机械结构设计和控制系统。

随着现代制造业的发展，越来越多的工业机器人应用在装配、喷涂、焊接等生产操作中。在工业机器人控制系统中，执行关节的控制电机系统是很重要的终端执行环节，影响着整个机器人的最终运行效果，因此，整体电机系统的设计显得尤为重要。工业机器人轴关节驱动电机要求具有大功率质量比、扭矩惯量比，高启动转矩，低惯量和较宽广且平滑的调速范围。为了满足以上要求，稀土永磁电机成为机器人关节电机的首选。本文介绍的是一种针对负载5kg，工作范围为85cm的小功率六自由度工业机器人轴关节电机控制方案。其中，包括电机的机械形式和控制系统设计。

1、电机结构设计

本方案电机本体所处的位置再工业机器人每个轴关节部位，其所处的位置对于电机结构设计有一定的要求。电机外形要与机器人一体化，且电机具有高效率和高启动力矩输出。此外，对于电机的线缆走线设计也提出了较高的要求，因为线缆分布于机械手臂内部，由于空间有限，在设计走线上也要综合考虑。

2、电机控制软件设计

永磁同步电机控制方式主要分为2种，即方波控制和正弦波控制。2种控制方式基于不同的电机磁场模型，考虑到工业机器人的平稳运行要求，本方案选择正弦波控制。为了提高供电电压的利用率，在驱动技术上采用了SVPWM技术，三相桥不同的开关状态形成的基础电压矢量分成6个扇区，电压矢量的投影决定了的开关状态和开关时间。

3、电机控制硬件系统设计

六个轴关节电机有2种功率，但其整体控制原理相同。考虑到整体控制系统的集约性，电机控制板放置于轴关节电机后面，与轴关节外观上形成一体。每个电机控制硬件主要分为电源模块、核心CPU配置系统、驱动功率模块、电流反馈模块、位置反馈模块、通信模块、位姿模块、制动电路。

本文介绍了一种工业机器人轴关节电机的设计方案，此方案可以满足工业机器人主控制箱对执行器的要求，主控箱与电机每8ms通信1次。在这个周期内，电机可执行完上一次通信的位置或速度指令。