ABB MT-91-ARC FP A 是ABB集团专门为其IRB系列工业机器人(尤其是弧焊机器人,如IRB 1410, IRB 1600等)设计的一款关键关节伺服电机。该电机属于机器人机械臂本体的核心驱动部件,通常用于机器人的第1轴(底座旋转) 或其他需要高扭矩、高可靠性的大负载关节。后缀“ARC”表示其专为弧焊应用优化,“FP A”则可能代表特定的防护等级、制动器类型或编码器配置。它是一款永磁同步伺服电机,集成了高分辨率反馈装置和失电制动器,为机器人提供精准、平滑且强大的旋转动力。
应用场景:
在华东一家大型工程机械制造商的焊接车间,一条自动化焊接线上,数台ABB IRB 1600机器人正挥舞着焊枪,对庞大的挖掘机动臂进行多层多道焊接。其中一台机器人的第1轴(负责整个机器人本体在底座上的大范围回转)驱动电机,正是 ABB MT-91-ARC FP A。在焊接一个长达数米的焊缝时,机器人需要以恒定速度平稳地回转,同时第2到第6轴协调运动,保持焊枪相对于工件的最佳姿态。MT-91-ARC FP A 电机以其高扭矩和低转速波动的特性,确保了在大负载下回转运动的极度平稳,避免了因速度抖动导致的焊缝不均匀或咬边。其特殊的防护处理有效抵御了车间里弥漫的焊接烟尘和偶尔飞溅的金属熔滴。在一次连续24小时的高强度生产后,该电机依然运行稳定,温升正常,体现了其卓越的环境适应性和耐久性。该产品解决了在高负载、高粉尘、高强度连续作业的焊接环境中,对机器人基础关节驱动单元超高可靠性、高平稳性和强抗污染能力的苛刻要求。
核心参数速览:
主要参数 | 数值/说明 |
|---|
产品型号 | MT-91-ARC FP A |
制造商 | ABB(阿斯布朗勃法瑞) |
应用领域 | ABB IRB系列弧焊机器人(特定型号) |
产品类别 | 机器人关节伺服电机 / 永磁同步电机 |
额定/峰值扭矩 | 具体数值需查手册,但属于高扭矩型电机,以满足机器人底座轴的大惯性负载驱动需求 |
额定转速 | 典型值在1000-2000 rpm范围,优化了扭矩/速度曲线以适应机器人低速大扭矩工况 |
反馈装置 | 集成高分辨率多圈绝对式编码器(如EnDat或ABB专用协议),提供精确位置和速度反馈 |
制动器 | 集成失电保持式制动器,在断电时锁定电机轴,保障机器人安全 |
防护等级 | 增强型防护,通常达到 IP54 或更高,具有防飞溅涂层和特殊密封,适应焊接环境 |
绝缘等级 | Class F 或更高,确保在高温环境下长期可靠运行 |
冷却方式 | 自然冷却 或 强制风冷(通过机器人结构导风),无外部冷却水管,简化设计 |
机械接口 | 特定的输出轴型式(如中空轴、键槽)和安装法兰,与机器人减速机精密配合 |
电气连接 | 采用机器人专用的高柔性屏蔽电缆和连接器,连接至机器人柜内的驱动器 |
技术原理与创新价值:
创新点1:针对弧焊工况的强化防护设计。与标准伺服电机不同,MT-91-ARC FP A 进行了针对性强化。其外壳可能采用特殊涂层,防止金属飞溅粘附和腐蚀。输出轴密封、电缆接口密封都得到加强,以抵御导电性焊接粉尘的侵入,防止其导致编码器故障或内部短路。这种“量身定制”的防护,是保障机器人在恶劣焊接车间里数年如一日稳定运行的根本。
创新点2:优化的电磁与热设计实现高动态与低热耗。电机内部采用高性能永磁材料和优化的电磁设计,在给定体积和重量下实现了更高的扭矩密度和更低的转动惯量。这使得机器人轴能够快速启停、精准定位,同时降低了驱动器负担。结合高效的热管理设计(如优化的定子槽型、散热筋),即使在低速大扭矩、频繁正反转的焊接摆动模式下,也能将温升控制在合理范围内,避免因过热导致的磁钢退火或绝缘老化,保证了长寿命。
创新点3:深度集成的机电一体化与即插即用。该电机并非独立商品,而是ABB机器人生态系统中精密匹配的一环。其编码器协议、电气参数、机械接口与ABBIRC5或OmniCore控制器及配套的驱动模块完全兼容。更换电机后,通常只需执行简单的“转数计数器更新”校准流程,即可恢复机器人的绝对精度,无需复杂的增益调整或偏移量设置,极大简化了维护工作,降低了技术门槛。
应用案例与行业价值:
在华南某新能源汽车电池盒体焊接产线上,ABB机器人负责进行铝合金的高精度激光-MIG复合焊。机器人的第1轴(回转)和第2轴(下臂)负载大,对运动平稳性要求极高。
应用流程:这两根关键轴使用了 MT-91-ARC FP A 型电机。在焊接过程中,电机需要极其平滑地控制机器人进行复杂的三维曲线插补运动,任何微小的抖动都会影响激光焦点和熔池稳定性,导致焊缝质量下降。得益于电机卓越的低速平稳性和高刚性,焊接过程稳定,焊缝成形美观,气孔率极低。
带来的改进:设备集成商和最终用户均反馈,使用原厂指定的专用电机,机器人的重复定位精度和路径精度得到了长期保障,三年内未发生因电机性能衰减导致的精度丢失。其高可靠性将计划外停机率保持在极低水平。由于焊接质量稳定,产品的一次合格率提升显著,减少了大量的返工成本和物料浪费。


相关产品组合方案:
ABB机器人专用减速机: 如摆线针轮减速机或谐波减速机,与 MT-91-ARC FP A 电机直接连接,构成完整的机器人关节模组。
ABB Drive Module (驱动模块): 如安装在IRC5机柜内的DSQC系列驱动器,是电机的直接控制单元。
ABB IRC5 或 OmniCore 控制器: 机器人系统的“大脑”,为所有驱动模块提供运动指令。
ABB 机器人专用伺服电缆: 高柔性、耐折弯、带屏蔽的定制电缆,连接电机与驱动模块。
ABB 机器人本体结构件: 如手臂、底座,电机作为驱动源安装在其中。
ABB 焊枪/工具端: 机器人末端执行器,其运动由各关节电机协同驱动。
ABB RobotStudio 编程与仿真软件: 用于离线编程和维护支持。
ABB 备件套件(密封圈、连接器): 更换电机时可能需要的辅助耗材。
安装维护与全周期支持:
ABB MT-91-ARC FP A 电机的更换是一项精密工作,必须由ABB认证的机器人工程师或经过严格培训的技术人员操作。流程包括:将机器人移动到安全机械位置并断电;拆除外壳;断开电气连接;释放制动器(如需);卸下与减速机的连接螺栓;小心取出电机。安装新电机时需确保结合面清洁,严格按力矩要求紧固螺栓,并正确连接电缆。安装完成后,必须使用示教器执行转数计数器更新操作,以校准机器人的绝对零点。
日常维护主要是保持机器人本体清洁,定期检查电机电缆有无破损、接头是否松动。通过机器人控制系统的诊断界面,可以监控电机的运行温度、电流等参数。电机本身属于免维护设计,但其编码器电池需按手册要求定期更换(对于依赖电池保持绝对位置的型号)。