Kādu lomu industriālajos robotos spēlē servomotori?
Čau! Kā tehniskajam konsultantam ar daudzu gadu pieredzi industriālās robotikas jomā klienti katru dienu saņem jautājumu: "Kāpēc mans montāžas robots vienmēr atpaliek? Vai es izvēlējos nepareiziservo motors?" "Kas tieši ļauj rūpnieciskajiem robotiem satvert detaļas ar tik precizitāti?"
Patiesībā servomotori ir rūpniecisko robotu “muskuļi un nervi”{0}}bez tiem roboti ir tikai nekustīgas tērauda kaudzes. Izvēlies nepareizo, un robots kļūst gausa. Kas tieši ļauj industriālajiem robotiem satvert detaļas ar tik precizitāti?" Patiesībā servomotori darbojas kā industriālo robotu "muskuļi un nervi"-bez tiem roboti ir tikai nekustīgi tērauda kaudzes; izvēlieties nepareizos, un roboti vai nu kustas gausi, vai zaudē precizitāti. Šodien, sekojot faktiskajam procesam, ko izmantoju, lai soli atrisinātu problēmas, es solīšu jums motorus un palīdzu jums atrisināt problēmas. servomotori industriālajos robotos un kā izvēlēties piemērotākos "robotu muskuļus", izmantojot ietvaru "Artikla struktūra 1".
1. darbība: 8 pakāpju praktiskā rokasgrāmata izpratneiServo motorsLomas
Vispirms noskaidrojiet savas "rūpnieciskā robota projekta prasības"-, zinot, kas robotam ir jādara, ir redzams, kas servomotoram ir jāpaveic.
Lai saprastu servomotora lomu, vispirms ir jānosaka, vai jūsu rūpnieciskais robots veic "smago celšanu" vai "precīzu darbu", jo tas tieši nosaka servomotora pienākumus:
Kāds ir jūsu robota "tips"?
Montāžas robotiem ir nepieciešamas precīzas "izvēlieties{0}}un-novietojiet" darbības, un tiem ir nepieciešami servomotori, kas spēj "saudzīgi, bet precīzi kontrolēt kustības". Materiālu apstrādes robotiem ir jāpārvieto smagas kravas (50-200 kg), tāpēc servomotoriem ir jānodrošina “augstas-intensitātes jauda”. Metināšanas robotiem ir nepieciešama stabila "ceļa izsekošana", kam nepieciešami servomotori, kas nodrošina "nemainīgu ātrumu un kustību bez novirzēm".
Kāds klients savulaik uzbūvēja mobilā tālruņa detaļu montāžas robotu, izmantojotservo motorss no materiālu apstrādes robotiem. Motori nodrošināja pārmērīgu jaudu, izraisot pārāk spēcīgas kustības, kas sabojāja detaļas. Pēc pārslēgšanās uz mazjaudas-augstas-precizitātes servomotoriem, uztveršanas precizitāte uzlabojās no ±0,1 mm līdz ±0,02 mm, samazinot detaļu lūžņu daudzumu par 80%.
Vai jums ir nepieciešama precizitāte no sava robota?
Mikroshēmu montāžas robotiem elektronikā ir nepieciešama pozicionēšanas precizitāte ±0,005 mm, kas ir prasīgaservo motorss ar "mikro{0}}līmeņa pozīcijas atgriezenisko saiti". Automobiļu metināšanas robotiem ir nepieciešama tikai ±0,1 mm precizitāte, tāpēc motora precizitātes prasības ir salīdzinoši zemākas. Augstākai precizitātei ir nepieciešamas uzlabotas servomotoru "atgriezeniskās saites sistēmas", palielinot izmaksas par 30–50%. Izvēlieties, pamatojoties uz faktiskajām vajadzībām.
2. darbība: novērtējiet "Servo motorsMateriāla īpašības" - Materiāli, kas nosaka motora izturību un "Piemērots pielietojums"
Servo motoru materiāli ir kā robota "muskuļu sastāvs", kas tieši ietekmē tā darbības vidi un izturību. Ir svarīgi divi galvenie faktori:
Motora statora/rotoru materiāli
Galvenā kombinācija ir "silīcija tērauda loksnes + vara stieple": augstāka magnētiskā caurlaidība silīcija tērauda loksnēs palielina motora "elektroenerģijas pārveidošanas efektivitāti", samazinot siltuma veidošanos. Augstākas tīrības vara stieple uzlabo vadītspēju, nodrošinot stabilāku jaudas izvadi.
Izvairieties no zemas{0}}silīcija tērauda loksnēm vai vara stieples ar augstu piemaisījumu līmeni. Iepriekšējais klients izmantoja lētu motoru ar nestandarta magnētiskās caurlaidības silīcija tērauda loksnēm, kas darbības laikā izraisīja nopietnu pārkaršanu (temperatūra pārsniedz 80 grādus). Motors izdega trīs mēnešu laikā. Pēc pārslēgšanas uz motoru ar augstas kvalitātes-materiāliem, nepārtraukta darbība sešus mēnešus uzturēja temperatūru zem 60 grādiem.
Motora korpusa materiāls
Alumīnija sakausējuma korpusi ir viegli un nodrošina lielisku siltuma izkliedi, padarot tos piemērotus robotiem un maziem šķirošanas robotiem. Tie ir par 40% vieglāki nekā čuguns un nodrošina par 20% lielāku siltuma izkliedes efektivitāti. Čuguna korpusiem ir augsta izturība un triecienizturība, kas ir ideāli piemēroti materiālu apstrādes robotiem un lieljaudas -metināšanas robotiem, kas spēj izturēt sadursmes un vibrācijas.
Mitrā vai korozīvā vidē izvēlieties nerūsējošā tērauda korpusus (304. klase), lai novērstu motora rūsu. Standarta alumīnija sakausējuma korpusi mitros apstākļos oksidējas viena gada laikā, savukārt nerūsējošā tērauda korpusi kalpo vairāk nekā piecus gadus.
Mitrai vai kodīgai videi izvēlieties nerūsējošā tērauda korpusus (304. klase), lai novērstu motora rūsu. Standarta alumīnija sakausējuma korpusi mitros apstākļos oksidējas viena gada laikā, savukārt nerūsējošā tērauda korpusi kalpo vairāk nekā piecus gadus.
3. darbība: pārbaudiet "Servo motorsParametri un izmēri" - Ja parametri nesakrīt, pat jaudīgākais motors ir bezjēdzīgs.
Servo motora parametriem un izmēriem ir pilnībā jāatbilst robota "savienojumiem". Citādi tas ir kā "mazs zirgs, kas velk lielus ratus" vai "liels zirgs, kas velk mazus ratus". Trīs galvenie faktori ir izšķiroši:
Nominālais griezes moments / maksimālais griezes moments
Nominālajam griezes momentam ir jāuztur robota "nepārtrauktais darbības spēks", savukārt maksimālais griezes moments apstrādā "momentālos pārrāvumus". Nepietiekams nominālais griezes moments liek motoram sākt ilgstošu "pārslodzes darbību", paātrinot nodilumu. Nepietiekams maksimālais griezes moments liek robotam "zaudēt saķeri", satverot detaļas.
Nominālais ātrums / maksimālais ātrums
Nominālajam ātrumam ir jāatbilst robota savienojuma "parastajam darbības ātrumam", savukārt maksimālajam ātrumam ir jāatbilst "ātrās kustības regulēšanai". Pārāk liels ātrums palielina motora troksni un enerģijas patēriņu.
Motora stiprinājuma izmēri
Robotu savienojumu montāžas vieta ir ierobežota, tāpēc ir nepieciešama precīza motora "atloka izmēru", "vārpstas diametra" un "garuma" atbilstība. Ja savienojuma rezervētie atloka montāžas caurumi ir 80 mm × 80 mm, izvēlieties 80 mm atloka motoru.
Ja rezervētais vārpstas diametrs ir 15 mm, motora vārpstai ir jābūt 15 mm ar kļūdas pielaidi, kas nepārsniedz 0,02 mm-pretējā gadījumā tā nederēs vai pēc uzstādīšanas šūbīsies. Iepriekš klients iegādājās motoru ar atloku, kas ir par 5 mm lielāks nekā nepieciešams. Pēc piespiedu slīpēšanas uzstādīšanai motora koncentriskums pārmērīgi novirzījās, radot spēcīgu vibrāciju robota darbības laikā. Problēma tika atrisināta tikai pēc tā nomaiņas ar pareizo izmēru motoru.
4. darbība: novērtējietServo motorsPrecizitāte un veiktspēja" - Precizitāte nosaka robota "kustības precizitāti"
Servo motoru precizitāte un veiktspēja tieši ietekmē rūpnieciskā robota "kustības kvalitāti", koncentrējoties uz divām galvenajām dimensijām:
Pozicionēšanas precizitāte un atkārtojamība
Pozicionēšanas precizitāte ir atkarīga no "kodētājiem":
- Motori ar 17 bitu kodētājiem sasniedz pozicionēšanas precizitāti ±0,001 mm, kas ir piemēroti mikroshēmu montāžas robotiem.
- Motori ar 13-bitu kodētājiem piedāvā ±0,01 mm precizitāti, kas ir ideāli piemērota automobiļu detaļu apstrādes robotiem. Atkārtojamībai ir jābūt mazākai vai vienādai ar ±0,005 mm (augstas precizitātes lietojumiem) vai mazākai vai vienādai ar ±0,05 mm (standarta lietojumiem). Pretējā gadījumā robotu kustībām būs novirzes, izraisot detaļu montāžas novirzi.
Dinamiskais reakcijas ātrums
Attiecas uz to, cik ātri motors "izpilda komandas pēc instrukciju saņemšanas". Īsāks reakcijas laiks nodrošina veiklākas robota kustības. Metināšanas robotiem jāseko metināšanas šuvju trajektorijas; lēnas reakcijas izraisa metināšanas novirzes. Šķirošanas robotiem satveršanai nepieciešama ātra pozīcijas maiņa; aizkavētas atbildes rada garām daļas. Iepriekšējā klienta šķirošanas robots darbojās ar motora reakcijas laiku 0,005 s ar šķirošanas efektivitāti 100 gabali minūtē. Pēc jaunināšanas uz 0,001 s reakcijas motoru, efektivitāte palielinājās līdz 150 gabaliem minūtē.
5. darbība: apsverietServo motorsUzstādīšana un saderība" - Nepareiza uzstādīšana vai nesaderība padara motoru nederīgu.
Servo motoriem ir pilnībā jāatbilst robota "savienojuma struktūrai" un "vadības sistēmai", pretējā gadījumā var rasties tādas problēmas kā "neinstalējams" vai "nelietojams".
Montāžas metodes
Izplatītas opcijas ietver "atloka stiprinājumu" (motors ar atloku piestiprināts pie robota savienojuma) un "vārpstas -gala stiprinājums" (motora vārpsta ir tieši savienota ar savienojuma reduktoru). Izvēlieties, pamatojoties uz savienojuma struktūru.
Uzstādīšanas laikā nodrošiniet "koncentriskumu"-koaksialitātei starp motora vārpstu un savienojuma reduktoru ir jābūt mazākai par 0,01 mm vai vienādai ar to. Pretējā gadījumā palielināta motora slodze izraisa vibrāciju un troksni. Viens klients piedzīvoja trokšņu līmeņa paaugstināšanos no 60 dB līdz 85 dB 0,03 mm novirzes dēļ; kalibrēšana to samazināja līdz 65dB.
Vadības sistēmas saderība
Theservo motorsjāsazinās ar robota "kontrolieri", pieprasot saskaņotus atbalstītos sakaru protokolus. Protokola nesaderība novērš motora savienojumu ar kontrolieri, bloķējot komandu saņemšanu. Pat ja savienojums ir izveidots, var rasties "komandu aizkave", kas apdraud kustības precizitāti. Iepriekšējais klients izmantoja motoru, kas neatbalsta EtherCAT protokolu, liekot manuāli vadīt robotu. Pārslēgšanās uz saderīgu motoru iespējoja automatizētu darbību.
6. darbība. Pielāgošanās "industriālo robotu darbības videi" - Skarbos apstākļos ir nepieciešams aizsargaprīkojums.
Rūpnieciskie roboti darbojas dažādās vidēs, un tiem ir nepieciešamas atbilstošas "aizsardzības iespējas".servo motorss, lai novērstu neveiksmes:
High-Temperature Environments (>40 grādi)
Piemēram, robotiem automobiļu metināšanas darbnīcās vai žāvēšanas iekārtu tuvumā ir nepieciešami "augstu-temperatūras izturīgi modeļi" ar tinumu izolāciju ar vismaz H klasi (180 grādu pielaide), ko papildina dzesēšanas ventilatori vai siltuma izlietnes. Standarta motori (B klases izolācija, nominālā 130 grādi) piedzīvo lielu izolācijas temperatūras noārdīšanos 4 mēneša laikā. augstas -temperatūras-izturīgie motori var darboties vairāk nekā divus gadus.
Mitra/putekļaina vide
Robotiem, kas darbojas pārtikas pārstrādes darbnīcās (ar mitrumu un ūdeni){0}}vai raktuvju šķirošanas darbnīcās (putekļainās), ir nepieciešami motori ar IP65 aizsardzības pakāpi (putekļu un ūdensnecaurlaidīgi). Motori ar IP54 aizsardzību pieļauj ūdens iekļūšanu mitros apstākļos un putekļu iekļūšanu putekļainos apstākļos, izraisot motora īssavienojumus vai nodilumu. Iepriekšējā klienta pārtikas robots, kas izmantoja IP54 motoru, izdega trīs mēnešu laikā ūdens iekļūšanas dēļ. Pēc pārslēgšanas uz IP65 motoru tas darbojās bez problēmām vienu gadu.
Vibrācijas vide
Roboti štancēšanas vai kalšanas darbnīcās darbojas ļoti vibrējošu iekārtu tuvumā.Servo motorss ir jābūt "vibrācijas{0} izturīgam dizainam" un jāatbilst IEC 60034-14 3M vibrācijas reitingam (atļaujot 5,88 m/s² paātrinājumu). Pretējā gadījumā iekšējās sastāvdaļas var atslābt, tādējādi apdraudot precizitāti un kalpošanas laiku.
7. darbība: pārbaudietServo motorsKvalitāte un sertifikācija" - Nestandarta motori var sabojāt visu robotu
Daži servomotori tirgū ir lēti, bet slikti izgatavoti. Izvēloties, koncentrējieties uz diviem galvenajiem punktiem, lai izvairītos no kļūmēm:
Kvalitātes pārbaude un kalpošanas laika pārbaude
Cienījami ražotāji veic "dzīves ilguma testēšanu" un "slodzes pārbaudi" (100 stundas darbojas ar 120% nominālo griezes momentu) un sniedz testu pārskatus. Standartiem neatbilstošiem motoriem netiek veikta pārbaude, un tie var neizdoties jau pēc simtiem stundu. Pieprasiet pārbaužu ziņojumus no ražotājiem vai veiciet{4}}īstermiņa darbības testus paraugiem.
Nozares sertifikāti
Robotiem, ko eksportē uz Eiropu, ir nepieciešami motori ar CE sertifikātu (atbilst ES drošības standartiem). Medicīnas vai pārtikas rūpniecībā izmantotajiem robotiem ir nepieciešami motori ar FDA sertifikātu (atbilst higiēnas standartiem). Rūpnieciskajiem robotiem sadzīves vajadzībām ir nepieciešami motori ar CCC sertifikātu. Motori bez sertifikācijas var neatbilst drošības vai vides prasībām, kas var radīt problēmas ar projektu pieņemšanu. Iepriekšējā klienta robots, kas bija paredzēts Eiropai, tika aizturēts muitā, jo motori nebija-CE-sertificēti. Problēma tika atrisināta tikai pēc sertificētu motoru iegādes, projektu aizkavējot par trim mēnešiem.
8. darbība: pārvaldietServo motorsIzmaksas" - Izmaksas-Efektivitāte samazina augstu cenu
Apsveriet pēdējās izmaksas, bet aprēķiniet “kopējās ilgtermiņa{0}}izmaksas”, nevis koncentrējoties tikai uz pirkuma cenu:
Īstermiņa-lietošana (1–2 gadi, pagaidu projekti)
Izvēlieties ekonomiskus motorus, kuru cena ir ¥2000{4}}3000 par vienību. Tie atbilst pamatprasībām, neprasot importētus augstākās klases motorus (3–5 reizes vairāk nekā vietējiem motoriem).
Ilgstoša{0}}lietošana (3+ gadi, galvenās ražošanas līnijas)
Izvēlieties vidējas un -augstas klases motorus (15-bitu kodētājus, IP65 aizsardzību, augstākās kvalitātes materiālus), kuru cena ir 4000–6000 ¥ par vienību. Lai gan tie ir augstāki sākotnēji, tie piedāvā pagarinātu kalpošanas laiku (5–8 gadi), zemu atteices līmeni (mazāk par vai vienādu ar 1% gadā) un samazinātas uzturēšanas izmaksas. Piemēram, klienta galvenā montāžas līnija, kurā tiek izmantoti vietējie augstas klases{17}}motori, ir nevainojami darbojusies 3 gadus. Turpretim, izmantojot zemu izmaksu motorus, ir jāveic 2–3 remontdarbi gadā par 1000 ¥ par remontu, kā rezultātā trīs gadu laikā ir lielākas kopējās izmaksas.
Lielapjoma pirkšana ietaupa vairāk naudas
Iegādājoties 10 vai vairāk vienības vienlaikus, ar ražotājiem var vienoties par 10%-15% atlaidi. Ilgtermiņa -partnerības var nodrošināt papildu pakalpojumus, piemēram, "bezmaksas pēc-pārdošanas apkope" un "prioritārā piegāde", vēl vairāk samazinot izmaksas. Viens klients iepriekš iegādājās 100 motorus gadā, saņemot 15% atlaidi, kā arī bezmaksas remontdarbus uz vietas, ietaupot gandrīz 100 000 ¥ gadā.
Secinājums:Servo motorss - Rūpniecisko robotu "galvenais enerģijas avots un precīzās smadzenes".
Rezumējot, servomotoriem ir divas galvenās lomas industriālajos robotos: pirmkārt, kā "elektroenerģijas nodrošinātāji", tie vada robotizētas locītavu kustības, piemēram, muskuļus, izturot dažādas slodzes un ātruma prasības. Otrkārt, kā "precizitātes kontrolieris" viņi saņem komandas un izpilda tās ar neironu{1}}līdzīgu precizitāti, nodrošinot robotu kustības precizitāti un stabilitāti.
Izvēloties servomotorus, izvairieties no "importētām" vai "augstākās klases"{0}} iespējām. Galvenais ir “atbilstība prasībām”-atlasiet atbilstošus materiālus, parametrus un aizsardzības vērtējumus, pamatojoties uz robota veidu, slodzi, precizitāti un vides prasībām, pēc tam ņemiet vērā izmaksu budžetus, lai atrastu izmaksu ziņā visefektīvāko motoru. Ja neesat pārliecināts, kā izvēlēties, jebkurā laikā konsultējieties ar profesionāliem piegādātājiem. Nodrošiniet viņiem sava robota īpašās prasības, lai viņi saņemtu pielāgotus ieteikumus.
Sazinieties ar mums
📞 Tālrunis:+86-8613116375959
📧 E-pasts:741097243@qq.com
🌐 Oficiālā vietne:https://www.automation-js.com/
