Kokį vaidmenį pramoniniuose robotuose atlieka servo varikliai?
Ei! Kaip techninis konsultantas, turintis ilgametę patirtį pramoninės robotikos srityje, kasdien sulaukiu klientų klausimų: „Kodėl mano surinkimo robotas visada atsilieka? Ar pasirinkau neteisingaiservo variklis?" "Kas tiksliai leidžia pramoniniams robotams tokiu tikslumu sugriebti dalis?"
Tiesą sakant, servovarikliai yra pramoninių robotų „raumenys ir nervai“-be jų robotai yra tik nejudančios plieno krūvos. Pasirink netinkamą, ir robotas taps vangus. Kas tiksliai leidžia pramoniniams robotams taip tiksliai sugriebti dalis?" Tiesą sakant, servo varikliai veikia kaip pramoninių robotų "raumenys ir nervai"-be jų robotai yra tik nejudančios plieno krūvos; pasirenkate netinkamus, ir robotai arba vangiai juda, arba praranda tikslumą. Šiandien, atlikdamas tikrąjį procesą, kurį naudoju, kad išspręsčiau pagrindines problemas. servo varikliai pramoniniuose robotuose ir kaip išsirinkti tinkamiausius „roboto raumenis“ naudojant „Straipsnio struktūra 1“ karkasą.
1 veiksmas: 8 žingsnių praktinis supratimo vadovasServo variklisVaidmenys
Pirmiausia išsiaiškinkite savo „pramoninio roboto projekto reikalavimus“-žinodami, ką robotas turi daryti, atskleidžia, ką turi atlikti servo variklis.
Kad suprastumėte servo variklio vaidmenį, pirmiausia turite nustatyti, ar jūsų pramoninis robotas atlieka „sunkųjį kėlimą“ ar „tikslų darbą“, nes tai tiesiogiai lemia servo variklio pareigas:
Kokio „tipo“ jūsų robotas?
Surinkimo robotams reikalingos tikslios „pasirinkti{0}}ir-padėkite“ operacijos, reikalaujantys servovarikliai, galintys „švelniai, bet tiksliai valdyti judesius“. Medžiagų tvarkymo robotai turi perkelti didelius krovinius (50-200 kg), todėl servovarikliai turi tiekti „didelio-intensyvumo galią“. Suvirinimo robotams reikia stabilaus „kelio sekimo“, todėl reikalingi servo varikliai, užtikrinantys „pastovų greitį ir judėjimą be nukrypimų“.
Klientas kadaise sukonstravo mobiliojo telefono dalių surinkimo robotą naudodamasservo varikliss iš medžiagų krovimo robotų. Varikliai tiekė per didelę galią, sukeldami pernelyg stiprius judesius, kurie sugadino dalis. Perėjus prie mažos-galios, didelio-tikslumo servovariklius, suvokimo tikslumas pagerėjo nuo ±0,1 mm iki ±0,02 mm, todėl dalių laužo procentas sumažėjo 80 %.
Ar jums reikia tikslumo iš savo roboto?
Mikroschemų surinkimo robotams elektronikoje reikalingas ±0,005 mm padėties nustatymo tikslumas, reikalaujantisservo varikliss su „mikrono{0}}lygio padėties atsiliepimu“. Automobilių suvirinimo robotams reikia tik ±0,1 mm tikslumo, todėl variklio tikslumo reikalavimai yra santykinai mažesni. Dėl didesnio tikslumo reikia pažangesnių servovariklio „grįžtamojo ryšio sistemų“, todėl išlaidos padidėja 30–50%. Rinkitės pagal realius poreikius.
2 veiksmas: įvertinkite "Servo variklisMedžiagos savybės“ - Medžiagos, lemiančios variklio „ištvermę“ ir „tinkamas pritaikymas“
Servo variklių medžiagos yra tarsi roboto „raumenų sudėtis“, tiesiogiai įtakojanti jo veikimo aplinką ir ištvermę. Svarbūs du pagrindiniai veiksniai:
Variklio statoriaus/rotoriaus medžiagos
Pagrindinis derinys yra „silicio plieno lakštai + varinė viela“: didesnis silicio plieno lakštų magnetinis pralaidumas padidina variklio „galios konversijos efektyvumą“, sumažindamas šilumos gamybą. Didesnio grynumo varinė viela pagerina laidumą ir užtikrina stabilesnę galią.
Venkite žemos -klasės silicio plieno lakštų arba varinės vielos, kuriose yra daug priemaišų. Ankstesnis klientas naudojo pigų variklį su nestandartinio magnetinio pralaidumo silicio plieno lakštais, sukeldamas didelį perkaitimą darbo metu (temperatūra viršija 80 laipsnių). Variklis sudegė per tris mėnesius. Pakeitus variklį su aukštos kokybės -kokybinėmis medžiagomis, šešis mėnesius nepertraukiamai veikiant temperatūra buvo žemesnė nei 60 laipsnių.
Variklio korpuso medžiaga
Aliuminio lydinio korpusai yra lengvi ir puikiai išsklaido šilumą, todėl tinka robotams ir mažiems rūšiavimo robotams. Jie yra 40 % lengvesni nei ketaus ir užtikrina 20 % didesnį šilumos išsklaidymo efektyvumą. Ketaus korpusai pasižymi dideliu tvirtumu ir atsparumu smūgiams, idealiai tinka medžiagų tvarkymo robotams ir sunkiems -suvirinimo robotams, galintiems atlaikyti susidūrimus ir vibraciją.
Drėgnoje arba korozinėje aplinkoje rinkitės nerūdijančio plieno korpusus (304 klasės), kad išvengtumėte variklio rūdžių. Standartiniai aliuminio lydinio korpusai drėgnomis sąlygomis oksiduojasi per vienerius metus, o nerūdijančio plieno korpusai tarnauja ilgiau nei penkerius metus.
Drėgnoje ar korozinėje aplinkoje rinkitės nerūdijančio plieno korpusus (304 klasės), kad išvengtumėte variklio rūdžių. Standartiniai aliuminio lydinio korpusai drėgnomis sąlygomis oksiduojasi per vienerius metus, o nerūdijančio plieno korpusai tarnauja ilgiau nei penkerius metus.
3 veiksmas: patikrinkite "Servo variklisParametrai ir matmenys“ - Jei parametrai nesutampa, net galingiausias variklis yra nenaudingas.
Servo variklio parametrai ir matmenys turi puikiai atitikti roboto „sąnarias“. Kitu atveju tai panašu į „mažas arklys, traukiantis didelį vežimą“ arba „didelis arklys, tempiantis mažą vežimėlį“. Trys pagrindiniai veiksniai yra labai svarbūs:
Vardinis sukimo momentas / didžiausias sukimo momentas
Vardinis sukimo momentas turi išlaikyti „nuolatinę roboto veikimo jėgą“, o didžiausias sukimo momentas – „momentinius sprogimus“. Nepakankamas vardinis sukimo momentas priverčia variklį į ilgalaikį „perkrovos veikimą“, o tai pagreitina nusidėvėjimą. Dėl netinkamo didžiausio sukimo momento robotas „praranda sukibimą“, kai sugriebia dalis.
Vardinis greitis / didžiausias greitis
Vardinis greitis turi atitikti roboto jungties „įprastą veikimo greitį“, o maksimalus greitis turi atitikti „greito judesio reguliavimą“. Per didelis greitis padidina variklio triukšmą ir energijos sąnaudas.
Variklio montavimo matmenys
Robotų jungčių tvirtinimo vieta yra ribota, todėl reikia tiksliai suderinti variklio „flanšo matmenis“, „veleno skersmenį“ ir „ilgį“. Jei jungties rezervuotos flanšo tvirtinimo angos yra 80 mm × 80 mm, pasirinkite 80 mm flanšo variklį.
Jei rezervuotas veleno skersmuo yra 15 mm, variklio velenas turi būti 15 mm, o paklaidos paklaida neviršija 0,02 mm-kitaip jis netilps arba po montavimo klibės. Anksčiau klientas pirko variklį, kurio flanšas buvo 5 mm didesnis nei reikalaujama. Per prievartą nušlifavus jį montavimui, variklio koncentriškumas labai nukrypo, todėl roboto veikimo metu atsirado stipri vibracija. Problema buvo išspręsta tik pakeitus jį tinkamų matmenų varikliu.
4 veiksmas: įvertinkite "Servo variklisTikslumas ir našumas“ - Tikslumas lemia roboto „judesio tikslumą“
Servo variklių tikslumas ir našumas tiesiogiai veikia pramoninio roboto „judesio kokybę“, sutelkiant dėmesį į du pagrindinius aspektus:
Padėties nustatymo tikslumas ir pakartojamumas
Padėties nustatymo tikslumas priklauso nuo „kodavimo įrenginių“:
- Varikliai su 17 bitų koduotuvais pasiekia ±0,001 mm padėties nustatymo tikslumą, tinka lustų surinkimo robotams.
- Varikliai su 13-bitų koduotuvais pasižymi ±0,01 mm tikslumu, idealiai tinka automobilių dalių tvarkymo robotams. Pakartojamumas turi būti mažesnis arba lygus ±0,005 mm (didelio tikslumo taikymas) arba mažesnis arba lygus ±0,05 mm (standartinis taikymas). Priešingu atveju roboto judesiai nukryps ir sukels dalių surinkimo nesuderinamumą.
Dinaminis atsako greitis
Nurodo, kaip greitai variklis „vykdo komandas gavęs instrukcijas“. Trumpesnis atsako laikas leidžia atlikti vikresnius roboto judesius. Suvirinimo robotai turi sekti suvirinimo siūlių trajektorijas; lėtos reakcijos sukelia suvirinimo siūlių nesutapimą. Rūšiavimo robotai reikalauja greito padėties perjungimo, kad galėtų sugriebti; uždelstas atsakymas sukelia praleistas dalis. Ankstesnio kliento rūšiavimo robotas veikė 0,005 s variklio atsako laiku ir 100 vienetų per minutę rūšiavimo efektyvumu. Atnaujinus iki 0,001 s atsako variklio, efektyvumas padidėjo iki 150 vienetų per minutę.
5 veiksmas: apsvarstykiteServo variklisĮdiegimas ir suderinamumas“ - Netinkamai sumontavus arba dėl nesuderinamumo variklis tampa nenaudingas.
Servo varikliai turi puikiai atitikti roboto „jungtinę struktūrą“ ir „valdymo sistemą“, kitaip gali kilti problemų, pvz., „neįdiegti“ arba „netinkami naudoti“:
Montavimo būdai
Įprastos parinktys apima „tvirtinimą ant flanšo“ (variklis pritvirtintas prie roboto jungties flanšu) ir „veleno{0} galo tvirtinimą“ (variklio velenas tiesiogiai prijungtas prie jungties reduktoriaus). Pasirinkite pagal jungties struktūrą.
Montuodami įsitikinkite, kad „koncentriškumas“-koaksialumas tarp variklio veleno ir jungties reduktoriaus turi būti mažesnis arba lygus 0,01 mm. Priešingu atveju padidėjusi variklio apkrova sukelia vibraciją ir triukšmą. Vienas klientas patyrė triukšmo lygį, kuris padidėjo nuo 60 dB iki 85 dB dėl 0,03 mm nesutapimo; kalibravimas sumažino jį iki 65 dB.
Valdymo sistemos suderinamumas
Theservo variklisturi bendrauti su roboto „valdikliu“, reikalaujant suderintų palaikomų ryšio protokolų. Protokolo nesuderinamumas neleidžia varikliui prisijungti prie valdiklio, blokuoja komandų priėmimą. Net ir prijungus, gali atsirasti „komandų uždelsimas“, o tai gali pakenkti judesio tikslumui. Ankstesnis klientas naudojo variklį, nepalaikantį EtherCAT protokolo, priversdamas rankiniu būdu valdyti robotą. Perjungimas į suderinamą variklį įgalino automatinį veikimą.
6 veiksmas: prisitaikymas prie „pramoninių robotų darbo aplinkos“ - Atšiauriomis sąlygomis reikia „apsauginės įrangos“
Pramoniniai robotai veikia įvairiose aplinkose ir reikalauja atitinkamų „apsaugos galimybių“.servo varikliss siekiant išvengti gedimų:
High-Temperature Environments (>40 laipsnių)
Pavyzdžiui, robotams automobilių suvirinimo dirbtuvėse arba šalia džiovinimo įrangos reikia „aukštai -temperatūrai atsparių modelių“ su apvijų izoliacija, kurios nominalioji vertė yra bent H (180 laipsnių tolerancija) ir aušinimo ventiliatoriais arba šilumos šalintuvais. Standartiniai varikliai (B klasės izoliacija, įvertinta 130 laipsnių) patiria didelę izoliacijos temperatūrą, kai per 4 mėn. aukštai-temperatūrai-atsparūs varikliai gali veikti ilgiau nei dvejus metus.
Drėgna / dulkėta aplinka
Robotams, dirbantiems maisto perdirbimo dirbtuvėse (atsparus drėgmei ir{0}}vandeniui) arba kasybos rūšiavimo dirbtuvėse (dulkėtose), reikalingi varikliai su IP65 apsaugos laipsniu (atsparūs dulkėms ir vandeniui). Varikliai su IP54 apsauga leis vandeniui patekti drėgnomis sąlygomis, o dulkėms – dulkėtomis sąlygomis, o tai sukels variklio trumpąjį jungimą arba susidėvėjimą. Ankstesnio kliento maisto robotas, naudojęs IP54 variklį, per tris mėnesius sudegė dėl vandens patekimo. Perėjus prie IP65 variklio, jis veikė be problemų vienerius metus.
Vibracinė aplinka
Robotai štampavimo ar kalimo dirbtuvėse veikia šalia stipriai vibruojančios įrangos.Servo varikliss turi turėti „vibracijai atsparų{0} dizainą“ ir atitikti IEC 60034-14 3M vibracijos reitingą (leistinas 5,88 m/s² pagreitis). Priešingu atveju vidiniai komponentai gali atsilaisvinti, todėl gali sumažėti tikslumas ir tarnavimo laikas.
7 veiksmas: patikrinkiteServo variklisKokybė ir sertifikatas“ - Nestandartiniai varikliai gali pakenkti visam robotui
Kai kurie rinkoje esantys servo varikliai yra pigūs, bet prastai pagaminti. Rinkdamiesi atkreipkite dėmesį į du pagrindinius dalykus, kad išvengtumėte spąstų:
Kokybės patikra ir eksploatavimo trukmės bandymai
Garsūs gamintojai atlieka „eksploatavimo trukmės bandymus“ ir „apkrovos bandymus“ (veikia esant 120 % vardiniam sukimo momentui 100 valandų) ir pateikia bandymų ataskaitas. Nestandartiniai varikliai netestuojami ir gali sugesti jau po šimtų valandų. Prašykite gamintojų bandymų ataskaitų arba atlikite trumpalaikius-pavyzdžių veikimo bandymus.
Pramonės sertifikatai
Į Europą eksportuojamiems robotams reikalingi CE sertifikatą turintys varikliai (atitinkantys ES saugos standartus). Medicinos ar maisto pramonėje naudojamiems robotams reikalingi FDA sertifikatą turintys varikliai (atitinkantys higienos standartus). Buityje naudojamiems pramoniniams robotams reikalingi varikliai su CCC sertifikatu. Varikliai be sertifikavimo gali neatitikti saugos ar aplinkosaugos reikalavimų, todėl gali kilti problemų dėl projekto priėmimo. Ankstesnio kliento robotas, skirtas į Europą, buvo sulaikytas muitinėje dėl ne-CE-sertifikuotų variklių. Klausimas buvo išspręstas tik įsigijus sertifikuotus variklius, projekto vykdymą atidėjus trims mėnesiams.
8 veiksmas: valdykiteServo variklisIšlaidos“ - Išlaidų-Efektyvumas sumažina aukštą kainą
Atsižvelkite į galutinę kainą, bet apskaičiuokite „bendras ilgalaikes{0}} išlaidas“, o ne sutelkite dėmesį tik į pirkimo kainą:
Trumpalaikis{0}}naudojimas (1–2 metai, laikini projektai)
Rinkitės ekonomiškus variklius, kurių vienetas kainuoja 2 000 ¥{4}}3 000. Jie atitinka pagrindinius reikalavimus, nereikalaujant importuotų aukščiausios klasės variklių (3–5 kartus didesnės už vietinius).
Ilgalaikis{0}}naudojimas (3+ m., pagrindinės gamybos linijos)
Pasirinkite vidutinės --aukštos- klasės variklius (15-bitų koduotuvai, IP65 apsauga, aukščiausios kokybės medžiagos), kurių vieneto kaina yra 4 000–6 000 ¥. Nors jie yra didesni iš anksto, jie pasižymi ilgesne eksploatavimo trukme (5–8 metai), mažu gedimų dažniu (mažiau nei 1 % per metus) ir mažesnėmis priežiūros sąnaudomis. Pavyzdžiui, kliento pagrindinė surinkimo linija, kurioje naudojami buitiniai aukščiausios klasės{17}}varikliai, nepriekaištingai veikė 3 metus. Priešingai, naudojant pigius variklius, reikia atlikti 2–3 remonto darbus per metus po 1 000 ¥ už remontą, todėl bendros išlaidos per trejus metus padidėja.
Perkant masiškai sutaupoma daugiau pinigų
Perkant 10 ar daugiau vienetų vienu metu, su gamintojais galite susitarti dėl 10 %-15 % nuolaidos. Ilgalaikės-partnerystės gali užtikrinti papildomas paslaugas, pvz., „nemokamą priežiūrą po-pardavimo“ ir „prioritetinį tiekimą“, taip dar labiau sumažinant išlaidas. Vienas klientas anksčiau kasmet pirkdavo 100 variklių, gaudamas 15 % nuolaidą ir nemokamą remontą vietoje, sutaupydamas beveik 100 000 ¥ per metus.
Išvada:Servo varikliss - Pramoninių robotų „pagrindinis energijos šaltinis ir tikslios smegenys“.
Apibendrinant galima teigti, kad servovarikliai atlieka du pagrindinius vaidmenis pramoniniuose robotuose: Pirma, kaip „galios tiekėjai“, jie valdo robotų sąnarių judesius, pavyzdžiui, raumenis, tvarkydami įvairius apkrovos ir greičio reikalavimus. Antra, kaip „tikslus valdiklis“, jie gauna komandas ir vykdo jas neuroniniu tikslumu,{1}}užtikrindami roboto judėjimo tikslumą ir stabilumą.
Renkantis servovariklius, venkite aklai siekti „importuotų“ arba „aukštos{0}} klasės“ parinkčių. Svarbiausia yra „atitikti reikalavimus“. Jei nesate tikri, kaip pasirinkti, bet kada pasikonsultuokite su profesionaliais tiekėjais. Pateikite jiems konkrečius savo roboto reikalavimus, kad gautumėte pritaikytas rekomendacijas.
Susisiekite su mumis
📞 Telefonas:+86-8613116375959
📧 El. paštas:741097243@qq.com
🌐 Oficiali svetainė:https://www.automation-js.com/
