Как интегрираният серво мотор на EtherCAT повишава ефективността на робота за бране?

Роботите за подбиране се превръщат във важна част от съвременните складове, центрове за изпълнение, операции за електронна търговия и автоматизирани системи за обработка на материали. Тъй като обемите на поръчките се увеличават, складовете се нуждаят от роботи, които могат да избират, преместват, позиционират и освобождават продукти бързо и точно, без да жертват надеждността.

В центъра на това изпълнение е системата за движение. Един робот за бране може да има усъвършенствано зрение, изкуствен интелект, роботизиран софтуер и усъвършенствани захвати, но тези технологии все още зависят от двигатели, които могат да изпълняват команди за движение точно и многократно.

Това е мястото, където ан Интегрираният серво мотор на EtherCAT може да осигури практическо предимство.

Чрез комбиниране на серво мотора, електрониката на задвижването, енкодера и комуникационния интерфейс в едно компактно устройство, интегрираният серво мотор може да намали сложността на системата, като същевременно осигурява прецизния контрол на движението, изискван от роботите за избиране. Когато EtherCAT се използва като комуникационна мрежа, множество оси на роботи могат да обменят данни за движение с контролера с висока скорост и с точно координирано време.

За производителите на складово оборудване резултатът може да бъде по-компактна, бърза реакция и мащабируема архитектура за управление на движението.

Какво представлява роботът за бране?

Роботът за бране е автоматизирана роботизирана система, предназначена да идентифицира, хваща, премества и поставя продукти или материали. В зависимост от приложението, той може да работи самостоятелно или като част от по-голяма автоматизирана складова система.

Типичните роботи за бране могат да бъдат намерени в:

• Центрове за изпълнение на електронна търговия

• Автоматизирани складове

• Разпределителни центрове

• Системи за събиране на кошчета

• Системи от стока към човек

• Автоматизирани системи за съхранение и извличане

• Операции по сортиране на колети

• Фармацевтични складове

• Логистика на храни и напитки

• Производство на системи за обработка на материали

Типичният цикъл на бране може да включва няколко координирани движения:

1. Приближете се до целевото местоположение

2. Позиционирайте роботизираната ръка или механизъм

3. Преместете щипката към продукта

4. Коригирайте позицията и ориентацията

5. Хванете продукта

6. Повдигнете или преместете продукта

7. Транспортирайте го на друга позиция

8. Освободете продукта

9. Върнете се към следващата позиция за бране

Всяко движение изисква контролирано ускорение, забавяне, скорост и позиция.

Това означава, че моторът не е просто отговорен за движението на робота. Той влияе пряко върху времето на цикъла, точността на позициониране, повторяемостта, консумацията на енергия, вибрациите и цялостната надеждност на оборудването.

Защо роботите за събиране се нуждаят от високопроизводителни серво мотори

Приложенията за бране често съчетават бързи движения с чести стартирания и спирания.

Двигателят може да се ускори бързо, за да достигне целева позиция, да намали скоростта, преди да достигне дестинацията, да задържи определена позиция, да обърне посоката и незабавно да започне друго движение.

Този модел на работа е много различен от приложенията, при които моторът работи непрекъснато при относително постоянна скорост.

Ето защо един подходящ серво мотор за робот за бране се нуждае от няколко важни способности.

Високопрецизен контрол на позицията

Роботът трябва да постави грайфера на правилното място. Дори малка грешка при позициониране може да повлияе на успешното захващане, особено когато продуктите са плътно подредени.

Интегриран серво мотор с обратна връзка на енкодера може непрекъснато да следи позицията на двигателя и да осигури управление в затворен контур.

Бърза динамична реакция

Роботите за бране са проектирани да извършват бързо повтарящи се операции.

Моторът трябва да реагира бързо на команди за:

• Ускорение

• Забавяне

• Промени в посоката

• Промени в позицията

• Промени на въртящия момент

• Промени в скоростта

Бързата серво реакция помага за намаляване на ненужните забавяния на движението.

Прецизен контрол на скоростта

Различните етапи от процеса на бране може да изискват различни скорости.

Например, робот може да се движи бързо, когато пътува през празна зона, но да се забави, когато се приближи до продукт.

Серво управлението позволява на системата за движение динамично да регулира скоростта според текущата операция.

Надеждна многократна работа

Промишлените роботи за бране могат да извършат хиляди или дори милиони цикли на движение през експлоатационния си живот.

Следователно двигателят трябва да поддържа постоянна производителност по време на повтаряща се работа, вместо просто да осигурява висока пикова производителност за кратки периоди.

Jkongmotor Персонализирани серво моторни движения

Доставчик на решение за интегриран DC серво мотор на едно място

Типове интегрирани серво мотори за пикинг роботи: Как да изберем правилното решение за движение

Роботът за бране е изграден около една проста цел: изберете правилния продукт, на правилната позиция, с правилната скорост и повторете процеса надеждно.

В модерен склад или система за изпълнение това звучи просто. На практика може да се наложи един робот за подбиране да координира множество оси, да реагира на данни от машинното зрение, да ускорява и забавя многократно, да контролира грайфер или инструмент в края на ръката и да поддържа точно позициониране в продължение на хиляди цикли.

Това прави избора на серво мотор важна част от цялостния дизайн на робота.

За производителите на роботи за подбор, интегрираният серво мотор може да бъде особено привлекателен, тъй като моторът, енкодерът и задвижването са комбинирани в едно компактно устройство за управление на движението. Текущата интегрирана серво моторна платформа на JKONGMOTOR обхваща интегрирани стъпкови серво мотори, редукторни стъпкови серво мотори, линейни стъпкови серво мотори, интегрирани DC/BLDC серво мотори, редукторни BLDC серво мотори, спирачни серво мотори, IP65 серво мотори и AGV серво мотори със STO . Платформата поддържа 26W–1000W изходна мощност и опции за управление, включително Pulse, RS485, CANopen и EtherCAT.

За роботите за подбиране обаче тези типове двигатели не са взаимозаменяеми. Всяка конфигурация отговаря на различно изискване за движение.

Какво се нуждае един робот за бране от интегриран серво мотор?

Роботът за бране обикновено комбинира няколко типа движение:

Позициониране → Достигане → Прибиране → Повдигане → Завъртане → Поставяне → Връщане

Следователно системата за движение трябва да се справя с често ускоряване и забавяне, като същевременно поддържа точна обратна връзка за позицията.

За робот за бране може да се наложи интегриран серво мотор да осигури:

• Точно позициониране в затворен контур

• Бързо ускорение и забавяне

• Стабилен въртящ момент при различни скорости

• Обратна връзка от енкодера

• Висока повторяемост

• Компактен монтаж

• Намалено окабеляване

• Многоосна комуникация

• Подходящи опции за скоростна кутия

• Опции за спирачки за вертикални оси

• Защита на околната среда, където е необходимо

• Съвместимост с контролера на робота

Системите за вземане и поставяне в реалния свят обикновено използват координирано серво движение и базирани на EtherCAT архитектури за взискателни роботизирани приложения. Например индустриалните решения за комисиониране използват EtherCAT за координирано движение между контролера и сервоосите, докато системите за визуализация предоставят информацията за местоположението на продукта, необходима за комисиониране.

Ето защо моторът трябва да бъде избран според оста на робота , а не просто да изберете един тип двигател за цялата машина.

Типове интегрирани серво мотори JKONGMOTOR за роботи за събиране

Продуктовата структура на JKONGMOTOR може да бъде разбрана чрез две основни категории:

Стъпкови серво решения със затворен контур

Те са подходящи за подбиране на роботизирани механизми, където прецизното позициониране, стабилният въртящ момент, повторяемостта и рентабилното управление със затворен цикъл са важни.

DC/BLDC серво решения

Те са по-подходящи за оси на роботи, изискващи динамична реакция, работа с по-висока скорост, компактна интеграция или по-висока плътност на въртящия момент.

След това наличните конфигурации се разширяват до планетарни предавки, червячни предавки, линейно движение, спирачки, водоустойчива защита и специфични за AGV/AMR серво системи.

1. Интегриран стъпков серво мотор за роботи за бране

Интегриран стъпков серво мотор съчетава стъпков двигател, енкодер и задвижване в едно устройство със затворен контур.

За подбиращ робот, тази конфигурация може да се обмисли за оси, където приоритетът е точното, повторяемо позициониране без сложността на конвенционалното отделно разположение на двигателя и задвижването.

Къде може да се използва?

Типичните примери включват:

• Избор и поставяне на позициониращи оси

• Механизми за позициониране на грайфера

• Малки роботизирани ръце

• Позициониране на конвейера

• Механизми за подравняване на продукта

• Оборудване за опаковане и сортиране

• Компактна складова автоматизация

Енкодерът осигурява обратна връзка към интегрираното задвижване, позволявайки на системата да наблюдава действителното движение на двигателя, вместо да разчита единствено на стъпкова команда с отворен цикъл. JKONGMOTOR описва тази конфигурация като осигуряваща позициониране със затворен контур, стабилен въртящ момент и намален риск от загубени стъпки.

Защо това има значение за брането?

Точността на бране е пряко свързана с това колко последователно роботът може да позиционира своя краен ефектор.

Следователно стъпковото серво устройство със затворен контур може да бъде практичен вариант, когато оста не изисква динамичната производителност на AC серво от висок клас, но все пак се нуждае от надеждна обратна връзка за позицията.

2. Интегриран серво мотор с планетарен редуктор

Някои оси на роботи за бране се нуждаят от нещо повече от точност на позициониране. Те също се нуждаят от по-висок изходен въртящ момент в компактен пакет.

Това е мястото, където интегрираният планетарен серво мотор става полезен.

Конфигурацията съчетава:

Серво мотор + Енкодер + Задвижване + Планетарна скоростна кутия

Скоростната кутия намалява скоростта и увеличава изходящия въртящ момент, като същевременно поддържа сравнително компактна трансмисионна структура.

Подходящи приложения за роботи за бране

Планетарно насочено интегрирано серво може да се има предвид за:

• Стави на роботизирани ръце

• Ръчни механизми

• Вертикални повдигащи оси

• Тежки крайни ефекти

• Механизми за обработка на продукти

• Позициониращи оси с голямо натоварване

JKONGMOTOR описва своята BLDC-серво конфигурация с планетарно задвижване като комбиниране на мотор, енкодер, задвижване и планетарна скоростна кутия, с акцент върху високата плътност на въртящия момент и ниската хлабина.

За робот за бране ниската хлабина може да бъде особено подходяща, когато грайферът трябва да достигне точна позиция на продукта.

3. Червячен интегриран серво мотор

е Интегриран серво мотор с червячна предавка друга опция, когато механизмът за бране изисква високо съотношение на редукция или механично разположение под прав ъгъл.

Интегрираната конфигурация съчетава мотор, енкодер, задвижване и червячна скоростна кутия.

Защо да използвате червячна скоростна кутия на робот за бране?

Червячна скоростна кутия може да бъде полезна, когато проектантът на робота се нуждае от:

• Висок коефициент на намаляване

• По-висок изходен въртящ момент

• Компактна трансмисия под прав ъгъл

• Характеристики на задържане на товара в подходящи механични конструкции

Това може да се отнася за повдигащи механизми, конвейери, системи за позициониране и компактни роботизирани механизми.

JKONGMOTOR специално описва своята червячна серво конфигурация BLDC като спестяващо място решение под прав ъгъл с висок въртящ момент и самозаключващи се характеристики.

За критични за безопасността вертикални оси обаче винаги трябва да се оценява цялостната конструкция за задържане на товара и безопасност, вместо да се разчита само на характеристиките на скоростната кутия.

4. Интегриран линеен стъпков серво мотор

Не всяко движение на робота за бране е въртеливо.

Много системи за бране изискват крайният ефектор да се движи по линейна ос.

Например:

X-ос → Y-ос → Z-ос → Грайфер

Интегриран линеен стъпков серво мотор може да комбинира двигателя, енкодера и задвижването в компактно решение за линейно движение със затворен контур.

Продуктовата структура на JKONGMOTOR включва линейно стъпково серво с сферичен винт, линейно стъпково серво Т-тип и интегрирани решения за линейно движение.

Къде е полезно линейното серво движение?

Може да се счита за:

• Картезиански роботи за бране

• XYZ системи за вземане и поставяне

• Вертикални оси за бране

• Механизми за трансфер на продукти

• Автоматизирана проверка

• Системи за опаковане

• Системи за прецизно позициониране

За един робот за бране ключовите параметри стават линейна тяга, ход, линейна скорост, точност на позициониране и работен цикъл , а не просто въртящ момент и обороти в минута.

5. Интегриран DC/BLDC серво мотор

За високоскоростен робот за бране, интегрираният DC/BLDC серво мотор може да бъде по-подходящ избор, когато динамичната реакция и компактната опаковка са важни.

Интегрираната архитектура поставя двигателя, енкодера и задвижването заедно.

Това може да намали необходимото външно оборудване около оста на робота.

Потенциални предимства за събиране на роботи

• Компактен дизайн на осите

• Намалено окабеляване

• Контрол на скоростта в затворен контур

• Контрол на позицията в затворен контур

• Бърза реакция

• Висока ефективност на работа

• Опростена инсталация

JKONGMOTOR описва своето интегрирано DC серво като компактно устройство, комбиниращо мотор, енкодер и задвижване за точно управление на скоростта и позицията.

За производителите на роботи това може да бъде особено полезно, когато наличното пространство за монтаж около всяка връзка е ограничено.

6. Планетарно насочено BLDC серво за високоскоростно бране

Сред различните конфигурации, планетарният BLDC серво мотор е особено подходящ за взискателни приложения за комисиониране.

Архитектурата съчетава:

BLDC Серво + Енкодер + Интегрирано задвижване + Планетарна скоростна кутия

Това прави възможно постигането на висок изходен въртящ момент без използване на прекалено голям двигател.

Може да се наложи робот за бране да се движи бързо, докато носи грайфер и продукт. Скоростната кутия помага за напасване на скоростта и въртящия момент на двигателя към действителните механични изисквания на шарнира на робота.

Типични приложения

• Високоскоростни роботи за бране

• Роботизирани ръце

• Делта роботи

• Сортиращи роботи

• Опаковъчни роботи

• Системи за обработка на материали

• Автоматизирано складово оборудване

Индустриалните системи за вземане и поставяне обикновено изискват координирано високоскоростно серво движение. EtherCAT се използва в търговски роботизирани архитектури за синхронизиране на движението по множество оси.

7. BLDC серво с червячно задвижване за компактни роботизирани механизми

е BLDC серво мотор с червячна предавка полезен, когато механичното опаковане е толкова важно, колкото и производителността на двигателя.

Правоъгълната скоростна кутия може да улесни позиционирането на двигателя в компактна роботна конструкция.

Това може да бъде полезно за:

• Компактни роботизирани ръце

• Транспортни механизми

• Системи за трансфер на продукти

• Ротационно позициониране

• Повдигащи механизми

• Автоматизация с ограничено пространство

Интегрираната архитектура също така избягва необходимостта от инсталиране на мотор, външно серво задвижване и скоростна кутия като три отделни компонента.

8. Спирачен интегриран серво мотор за вертикални пикинг оси

Роботът за бране може да има вертикална ос, която повдига продукт, грайфер или роботизиран механизъм.

В тази ситуация спирането може да се превърне във важно съображение при дизайна.

Интегриран в спирачката серво мотор съчетава:

Мотор + Енкодер + Задвижване + Електромагнитна спирачка

Спирачката може да помогне за задържане на товар, когато захранването бъде прекъснато, в зависимост от цялостния механичен и безопасен дизайн.

JKONGMOTOR изброява интегрираните в спирачките DC серво конфигурации в своята гама интегрирани серво мотори и ги описва за приложения като вертикални оси и автоматизирани машини.

Типични приложения на роботи за бране

• Повдигане по Z-ос

• Вертикални роботизирани ръце

• Продуктови асансьори

• Механизми за повдигане Pick-and-place

• Автоматизирано складово оборудване

За вертикална ос на робота инженерите трябва да оценят заедно спирачния момент, инерцията на товара, изискванията за спиране, аварийното поведение и архитектурата за безопасност на машината .

9. IP65 Интегриран серво мотор за взискателни среди

Роботите за бране, използвани в хранително-вкусовата промишленост, външната логистика или прашната промишлена среда, може да изискват допълнителна защита на околната среда.

JKONGMOTOR осигурява IP65 интегрирана конфигурация на DC серво мотор с мотор, драйвер и енкодер, пакетирани в защитен корпус.

Потенциалните приложения включват:

• Боравене с храни

• Системи за бране на открито

• Индустриална логистика

• Прашни среди

• Мобилна автоматизация

• Боравене с материали

Правилното ниво на защита винаги трябва да се определя от действителната работна среда.

10. AGV/AMR интегриран серво мотор със STO

Въпреки че AGV или AMR се различават от стационарния робот за бране, мобилните системи за бране все повече комбинират роботизирано бране с автономно транспортиране.

За тези системи JKONGMOTOR предлага AGV DC серво мотор със STO (Safe Torque Off).

Страницата на продукта описва тази конфигурация като осигуряваща прецизен контрол на движението, висока плътност на въртящия момент, бърза реакция и поддръжка на функционална безопасност за AGV, интелигентна логистика, роботика и индустриална автоматизация.

Следователно този тип двигател може да бъде уместен, когато роботът за бране е интегриран в мобилна роботизирана платформа.

Кой интегриран серво мотор е подходящ за коя ос на пикинг робот?

Полезен начин за избор на мотор е да картографирате типа мотор към действителното движение на робота.

Тази базирана на приложения класификация е по-полезна за дизайнерите на роботи, отколкото простото сравняване на имената на двигатели.

Какво представлява интегриран серво мотор EtherCAT?

съчетава Интегриран серво мотор EtherCAT няколко компонента за управление на движението в един компактен моторен модул.

В зависимост от архитектурата на продукта интегрираният модул може да включва:

• Серво мотор

• Серво задвижване

• Енкодер

• Електроника за управление на движението

• EtherCAT комуникационен интерфейс

• Защитни функции

• Спирачка по избор

• Опционална скоростна кутия

Традиционните серво системи често поставят двигателя и задвижването на различни места.

Контролерът изпраща команди към външно серво задвижване, докато задвижването управлява двигателя чрез отделно окабеляване.

Интегриран серво мотор премества голяма част от тази функционалност директно в модула на двигателя.

Това може значително да опрости механичния и електрически дизайн на робота за бране.

Как EtherCAT подобрява контрола на движението на робота за бране

EtherCAT е индустриална Ethernet комуникационна технология в реално време, широко използвана в приложения, които изискват координиран контрол на движението.

За робот за бране това има значение, защото може да се наложи множество оси да се движат заедно.

Помислете за роботизирана ръка с няколко оси.

Контролерът може едновременно да трябва да контролира:

• Базово въртене

• Движение на рамото

• Движение на лакътя

• Въртене на китката

• Позициониране на китката

• Движение на грайфера

Ако тези оси не се движат координирано, роботът може да получи грешки в траекторията, ненужни вибрации или по-дълги времена на цикъла.

EtherCAT осигурява комуникационна архитектура, подходяща за високоскоростен, синхронизиран многоосов контрол на движението.

1. По-бърза командна комуникация

Роботите за бране често променят командите за движение.

EtherCAT позволява бърз обмен на данни за управление на движението между контролера и сервоосите.

Това поддържа отзивчив контрол по време на високоскоростни роботизирани движения.

2. Многоосна синхронизация

Движението на робота рядко се ограничава до един двигател.

Може да се наложи няколко оси да ускорят и забавят в точно координирани времена.

Базираните на EtherCAT серво системи могат да синхронизират множество серво оси, като помагат на робота да следва по-точно планираната си траектория.

3. Намалено забавяне на комуникацията

При високоскоростни роботизирани приложения забавянето на комуникацията може да повлияе на координацията на движението.

Комуникационната мрежа в реално време помага за намаляване на несигурността между предаването на команди и реакцията на двигателя.

Това е особено полезно, когато няколко серво мотора работят едновременно.

4. Опростена мрежова архитектура

EtherCAT може да свързва множество серво задвижвания чрез индустриална Ethernet мрежа.

Когато е интегриран в серво мотора, комуникационният интерфейс се намира в самия двигателен модул.

Това може да намали количеството външен хардуер, необходим в контролния шкаф.

Как интегриран серво мотор повишава ефективността на робота за бране

Най-голямото предимство не е просто, че двигателят е по-малък.

Истинската полза идва от комбинирането на контрол на движението, обратна връзка, комуникация и моторна технология в координирана система.

Намалена сложност на окабеляването

Конвенционалните серво системи може да изискват отделни връзки между:

• Мотор и задвижване

• Енкодер и задвижване

• Контролер и задвижване

• Спирачна и контролна система

• Допълнителни I/O устройства

Интегриран серво мотор може да намали някои от тези външни връзки.

За компактни роботи за събиране това може да бъде особено ценно, тъй като ограниченото вътрешно пространство затруднява прокарването на кабела.

По-малкото външни компоненти също могат да направят сглобяването и поддръжката на машината по-лесни.

По-компактен дизайн на робота

Складовите роботи често трябва да работят в затворени пространства.

Голям електрически шкаф или множество външни устройства могат да увеличат цялостния отпечатък на системата.

Интегрирането на задвижващата електроника в двигателя позволява на производителите да преместят част от системата за контрол на движението директно върху механичната ос.

Това може да допринесе за по-компактна архитектура на робота.

Подобрена точност на позициониране

Енкодерът осигурява обратна връзка за позицията към системата за серво управление.

Вместо просто да заповяда на двигателя да се завърти определено количество и да приеме, че движението е настъпило правилно, серво системата може да използва обратна връзка, за да коригира грешките в движението.

За роботи за подбиране, това поддържа точно позициониране на роботизираната ръка и захващащото устройство.

По-кратки цикли на бране

Времето на цикъла е един от най-важните показатели за ефективност за автоматизацията на склада.

Ако роботът може да ускори по-бързо, да достигне точно целта, да намали плавно и незабавно да започне следващата операция, времето, необходимо за всеки цикъл на бране, може да намалее.

EtherCAT серво архитектура с висока реакция поддържа този тип профил на движение.

По-добра координация между осите на роботите

Ръката на робот може да се нуждае от няколко оси, за да се движи едновременно.

Например, оста на рамото може да се ускори, докато китката се върти и основата променя посоката.

Базираното на EtherCAT синхронизирано управление може да помогне на тези оси да работят като една координирана система за движение, а не като независими двигатели.

По-проста машинна интеграция

За производителите на оборудване времето за интегриране е важно съображение.

Интегрираният серво мотор може да намали броя на отделните компоненти, които трябва да бъдат избрани, инсталирани, окабелени и тествани.

Това може да опрости:

• Електрически дизайн

• Панел дизайн

• Прокарване на кабели

• Въвеждане в експлоатация

• Поддръжка

• Управление на резервни части

Важни спецификации на сервомотора за роботи за събиране

Изборът на интегриран серво мотор EtherCAT трябва да започне с действителните изисквания за движение на робота, а не просто с избора на двигателя с най-висок рейтинг.

Номинален въртящ момент и пиков въртящ момент

Номиналният въртящ момент определя непрекъснатата работна способност на двигателя.

Пиковият въртящ момент става важен по време на ускорение, бързо движение, повдигане и внезапни промени в натоварването.

За роботите за подбиране трябва да се вземат предвид и двете стойности.

Скорост на двигателя

Необходимата скорост на двигателя зависи от механичната трансмисия, геометрията на рамото, съотношението на скоростната кутия и необходимото време за цикъл на робота.

Високоскоростният двигател не произвежда автоматично по-бърз робот. Цялата механична система трябва да бъде съобразена с двигателя.

Резолюция на енкодера

Производителността на енкодера влияе върху качеството на обратната връзка и контрола на позиционирането.

Обратната връзка с по-висока разделителна способност може да бъде ценна за приложения, изискващи прецизно позициониране и плавна работа при ниска скорост.

Избор на скоростна кутия

Някои оси на роботи за бране изискват висока скорост, докато други изискват висок въртящ момент.

Планетарна скоростна кутия, хармонична скоростна кутия или друг редукционен механизъм може да е подходящ в зависимост от конструкцията на оста.

Съотношението на скоростната кутия трябва да бъде избрано въз основа на:

• Необходима изходна скорост

• Необходим изходен въртящ момент

• Инерция

• Ускорение

• Изисквания за хлабина

• Механични размери

Спирачка

Спирачката може да бъде важна за вертикалните оси.

Ако захранването бъде премахнато, може да се наложи вертикален механизъм да запази позицията си, вместо да падне поради гравитацията.

За този тип приложение интегриран серво мотор с опционална спирачка може да опрости дизайна на оста.

Защо клиентите избират Интегрирани серво мотори за роботи за събиране

За производителите на роботи изборът на серво мотор не е само въртящ момент и скорост. Моторът трябва да работи като част от цялата роботизирана система, включително контролера, енкодера, скоростната кутия, ръката на робота, грайфера, системата за зрение и комуникационната мрежа.

Ето защо много производители на оборудване обмислят интегрирани серво мотори за приложения на роботи за бране. Чрез комбиниране на мотора, енкодера и задвижващата електроника в едно компактно устройство, интегриран серво мотор може да опрости архитектурата на движение на робота, като същевременно поддържа прецизното и повторяемо движение, необходимо за автоматизирано бране.

1. Компактен дизайн за ограничено пространство на робота

Роботите за бране често имат строги изисквания за механично пространство. Една конвенционална серво система може да изисква отделен двигател, серво задвижване, окабеляване на енкодер и допълнителни електрически компоненти.

Интегриран серво мотор обединява ключови компоненти за управление на движението в един корпус.

Това може да помогне на OEM производителите:

• Намалете мястото за инсталиране

• Опростете механичните оформления

• Намалете външните компоненти на устройството

• Подобрете маршрутизирането на кабела

• Изградете по-компактни оси на роботи

За роботизирани ръце и компактни механизми за вземане и поставяне спестяването на място около всяка връзка може да направи цялата машина по-лесна за проектиране.

2. По-малко окабеляване и по-лесна инсталация

Една конвенционална серво система може да изисква множество кабели между двигателя, енкодера, задвижването, контролера и други компоненти.

С интегриран серво мотор електрониката за задвижване и обратна връзка е включена в модула на двигателя.

Това може да намали сложността на окабеляването и да направи инсталацията по-лесна.

За робот за бране с няколко оси по-малкото външни компоненти също могат да направят машината по-чиста и по-лесна за сглобяване.

3. Точно позициониране в затворен контур

Роботите за бране трябва да позиционират точно своите грайфери.

Ако захващащото устройство се доближи до продукт с прекомерна грешка при позициониране, роботът може да не успее да хване елемента или да изисква допълнително коригиращо движение.

Интегриран серво мотор използва обратна връзка от енкодера, за да следи позицията на двигателя и да поддържа управление със затворен контур.

Това е особено полезно за:

• Позициониране на роботизирана ръка

• Позициониране на грайфера

• Подравняване на продукта

• Проследяване на конвейер

• Механизми за вземане и поставяне

• Системи за прецизен трансфер

Резултатът е система за движение, проектирана около обратна връзка, а не само движение на двигателя с отворен цикъл.

4. Бърза реакция за бране с висок цикъл

Един робот за бране може да повтори едно и също движение хиляди пъти по време на производствена смяна.

Всеки цикъл може да включва:

Ускорение → Високоскоростно движение → Забавяне → Позициониране → Бране → Прибиране

Следователно серво моторът трябва да реагира бързо на променящите се команди за скорост и позиция.

Интегрираните DC и BLDC серво конфигурации могат да се използват, когато роботът изисква динамично движение и бързо ускорение/забавяне.

За оси с по-голямо натоварване, интегрирано серво с редуктор може да осигури умножението на въртящия момент, необходимо за задвижване на механизма, без да е необходим ненужно голям двигател.

5. По-добра координация между множество оси на роботи

Един робот за бране рядко разчита само на един двигател.

Роботизираната ръка може да има множество серво оси, управляващи:

• Базово въртене

• Движение на ръката

• Движение на лакътя

• Въртене на китката

• Вертикално движение

• Позициониране на грайфера

Тези оси трябва да работят заедно, за да следват планираната траектория на робота.

С опции за комуникация като CANopen и EtherCAT , интегрираните серво мотори могат да станат част от мрежова многоосна архитектура за управление на движението.

EtherCAT е особено подходящ, когато роботът изисква синхронизирано движение в реално време между множество серво оси.

6. Множество моторни конфигурации за различни оси на роботи

Друга причина клиентите да избират интегрирани серво мотори е, че едно продуктово семейство може да покрие различни механични изисквания.

Например:

Това дава на OEM производителите повече гъвкавост при проектирането на различни оси на роботи.

7. Планетарни редуктори за висока плътност на въртящия момент

Някои роботи за бране трябва да преместват относително тежки полезни товари, като същевременно поддържат компактната роботизирана ръка.

може Интегриран серво мотор с планетарна предавка да увеличи изходния въртящ момент, като същевременно намали изходната скорост.

Това го прави полезен за:

• Издръжливи рамена за бране

• Вертикални повдигащи оси

• Големи грайфери

• Позициониране при голямо натоварване

• Механизми за обработка на материали

Интегрираният двигател и скоростна кутия също намаляват необходимостта от инсталиране на няколко независими компонента около шарнира на робота.

8. Опции за спирачки за вертикални пикинг оси

Вертикалните оси на роботи въвеждат друго съображение: гравитацията.

Когато захранването бъде прекъснато, може да се наложи вертикален товар да остане в позиция.

може Интегриран в спирачката серво мотор да осигури функция за механично задържане, когато е правилно избран и включен в дизайна за безопасност на машината.

Това може да бъде полезно за:

• Механизми по Z-ос

• Вертикални роботизирани ръце

• Системи за повдигане на продукти

• Автоматизирано складово оборудване

• Вдигане и поставяне на асансьори

За тези приложения инженерите трябва да оценят спирачния момент, инерцията на товара, поведението при спиране и цялостната система за безопасност на машината.

9. Гъвкава комуникация за различни системи за управление

Производителите на роботи за бране не всички използват една и съща архитектура на контролера.

В зависимост от машината може да се наложи серво системата да комуникира чрез:

• Пулс

• RS485 / Modbus-RTU

• CANopen

• EtherCAT

Осигуряването на различни опции за управление позволява интегрираният серво мотор да бъде съчетан с различни PLC, контролери за движение, контролери за роботи и архитектури за автоматизация.

За прост механизъм за позициониране импулсното управление може да е достатъчно.

За мрежов многоосов робот за събиране CANopen или EtherCAT може да са по-подходящи.

10. Персонализирана механична конфигурация

Моторът трябва физически да пасва на робота.

Това звучи очевидно, но може да се превърне в основен инженерен проблем, когато стандартен двигател има грешна дължина на вала, монтажно разположение, позиция на съединителя или конфигурация на скоростната кутия.

За OEM производителите на роботи за бране персонализирането може да включва:

• Диаметър на вала

• Дължина на вала

• Шпонков канал

• Плосък вал

• Кух вал

• Скоростна кутия

• Предавателно отношение

• Спирачка

• Енкодер

• Конектор

• Кабел

• Монтажна конфигурация

• IP защита

Това позволява на двигателя да бъде адаптиран към робота, вместо да принуждава структурата на робота да побира стандартен двигател.

11. Намалени изисквания за контролния шкаф

Традиционните серво архитектури може да изискват множество външни серво задвижвания в контролен шкаф.

Когато задвижването е интегрирано в двигателя, част от електрониката за управление на движението се премества директно към оста на робота.

За компактни роботи за бране това може потенциално да намали размера на шкафа и да освободи ценно пространство за други компоненти като:

• PLC

• Индустриален компютър

• Вижън контролер

• Контролер за безопасност

• Захранване

• Комуникационно оборудване

Това е особено полезно, когато самият робот има ограничен електрически корпус.

12. По-лесна поддръжка и системна интеграция

Интегриран серво мотор може също да опрости архитектурата на машината.

Вместо да отстраняват няколко отделни компонента, инженерите могат да работят с по-консолидирано устройство за управление на движението.

За OEM производителите това може да опрости:

Проектиране → Монтаж → Окабеляване → Пускане в експлоатация → Тестване → Поддръжка

Може също така да намали броя на отделните компоненти, които трябва да бъдат определени и управлявани в производството.

13. Подходящ за различни архитектури на роботи за бране

Интегрираните сервомотори не се ограничават до един тип робот за бране.

Те могат да се считат за:

• Системи за събиране на роботизирана ръка

• Картезиански роботи за бране

• Delta роботи за вземане и поставяне

• Роботи за събиране на боклук

• Роботи от стоки към човек

• Складови пикинг системи

• Машини за опаковане и бране

• Сортиращи роботи

• Мобилни роботи за бране

• Системи за бране, базирани на AMR

Конфигурацията на двигателя трябва да бъде избрана според конкретната ос, полезен товар, скорост, работен цикъл и условия на околната среда.

Какво гледат клиентите, когато купуват Интегриран серво мотор за робот за бране?

От гледна точка на закупуване на OEM, клиентите обикновено трябва да оценят повече от номиналната мощност на двигателя.

Основните технически въпроси включват:

Колко въртящ момент изисква оста?

Каква максимална скорост е необходима?

Колко бързо трябва да ускорява и забавя роботът?

Каква точност на позициониране се изисква?

Каква е действителната инерция на товара?

Има ли нужда от скоростна кутия за оста?

Вертикалната ос изисква ли спирачка?

Коя конфигурация на енкодера е необходима?

Контролерът поддържа ли EtherCAT, CANopen, RS485 или Pulse?

Какво ниво на IP защита е необходимо?

Могат ли размерите на вала, конектора, скоростната кутия и монтажа да бъдат персонализирани?

Тези въпроси помагат на производителя да избере серво мотор въз основа на действителния профил на движение на робота, вместо просто да избере двигател въз основа на номиналната мощност.

Защо OEM възможностите са от значение за избора на производители на роботи

Производителите на роботи за подбиране често разработват свои собствени механични структури, алгоритми за управление, грайфери и системни архитектури.

В резултат на това стандартният мотор от каталога може да не винаги пасва идеално.

Опитен доставчик на интегриран серво мотор може да работи с OEM по време на процеса на разработка, за да оцени:

Изисквания за приложение → Избор на двигател → Изчисляване на въртящия момент → Механичен дизайн → Прототип → Тестване → Оптимизация → Масово производство

Този подход е особено полезен, когато клиентът се нуждае от персонализиран вал, скоростна кутия, енкодер, комуникационен интерфейс, спирачка, конектор, кабел или корпус.

За производството на роботи за бране в голям обем персонализирането може също да помогне за създаването на по-последователна конфигурация на двигателя в цялата платформа на робота.

Интегрирани серво мотори помагат за изграждането на по-компактен робот за бране

Основната причина клиентите да обмислят интегрираните серво мотори е способността да се комбинират няколко функции за контрол на движението в едно устройство.

Вместо да проектирате около:

Мотор + външен енкодер + серво задвижване + допълнително окабеляване + отделна скоростна кутия

OEM потенциално може да изгради оста около:

Интегриран серво мотор + скоростна кутия + индустриална комуникация

Тази архитектура може да намали сложността на системата, като същевременно осигурява обратна връзка със затворен цикъл, динамична реакция и координиран контрол, изисквани от съвременните роботи за бране.

За високоскоростно складово комисиониране, роботизирани ръце, автоматизирано сортиране, опаковане и мобилни системи за комисиониране , интегрираните серво мотори осигуряват гъвкава основа за разработване на компактни и мащабируеми системи за контрол на движението.

В обобщение

Клиентите избират интегрирани серво мотори за роботи за събиране, защото те могат да отговорят на няколко практически инженерни изисквания едновременно:

Компактен монтаж

Намалено окабеляване

Позициониране в затворен контур

Бърза динамична реакция

Многоосна комуникация

Гъвкави опции за скоростна кутия

Спирачни конфигурации

Опазване на околната среда

OEM персонализиране

Опростена системна интеграция

За избора на производители на роботи най-важното съображение не е просто да изберете най-мощния двигател. Той избира правилната интегрирана конфигурация на серво за всяка ос на робота въз основа на натоварване, въртящ момент, скорост, инерция, точност на позициониране, комуникационен протокол, условия на околната среда и механична структура.

Този фокусиран върху приложението подход позволява на интегрирания серво мотор да стане част от цялостната архитектура на движение на робота, а не просто друг отделен компонент.

EtherCAT интегриран серво мотор срещу традиционна серво система

Традиционната серво система обикновено разделя двигателя и задвижването.

Интегриран серво мотор ги комбинира.

Подходящата архитектура зависи от дизайна на робота. Големите системи с централизирани шкафове все още могат да се възползват от традиционните серво задвижвания, докато компактното роботизирано оборудване може да се възползва значително от интегрираната серво архитектура.

Управлението на топлината има значение при роботите за събиране с висока натовареност

Роботите за събиране често работят непрекъснато по време на смени в склада.

Това означава, че топлинните характеристики не трябва да се пренебрегват.

Моторът може да работи добре по време на кратък лабораторен тест, но да претърпи повишаване на температурата по време на непрекъсната повтаряща се работа.

Когато избират интегриран серво мотор, производителите трябва да оценят:

• Непрекъснат въртящ момент

• Продължителност на пиковия въртящ момент

• Работен цикъл

• Температура на околната среда

• Температура на корпуса на двигателя

• Вътрешна температура на електрониката

• Условия на охлаждане

• Защита от претоварване

Правилно съчетаният двигател трябва да осигурява достатъчен въртящ момент, без да работи непрекъснато близо до термичните си граници.

Надеждността на комуникацията е критична

Един робот за бране не може да си позволи чести прекъсвания на комуникацията.

Контролерът за движение, серво моторите, сензорите, системата за зрение и софтуерът на робота може да се наложи да работят заедно.

Следователно EtherCAT комуникацията трябва да се оценява като част от цялостната архитектура за управление.

Важните съображения включват:

• Мрежова топология

• Качество на кабела

• Надеждност на конектора

• EMC производителност

• Заземяване

• Конфигурация на мрежата

• Съвместимост на контролера

• Съвместимост със серво задвижване

• Диагностични функции

Надеждната комуникационна архитектура помага за намаляване на неочакваните прекъсвания на автоматизираното складово оборудване.

Как да изберете правилния интегриран серво мотор EtherCAT

Избор на правилния Интегрираният серво мотор на EtherCAT за робот за бране не е просто въпрос на избор на правилната мощност на двигателя. Моторът трябва да съответства на натоварването, въртящия момент, скоростта, ускорението, точността на позициониране, механичната структура, комуникационната архитектура и работната среда на робота.

За роботите за избиране тези изисквания стават още по-важни, тъй като роботът може да изпълнява стотици или хиляди повтарящи се цикли на вземане и поставяне, докато координира множество оси. Правилно подбран интегриран серво мотор EtherCAT може да опрости архитектурата на машината чрез комбиниране на мотор, задвижване, енкодер и комуникационен интерфейс в компактно устройство за управление на движението.

1. Започнете с изискванията за ос на робота и движение

Първата стъпка е да се определи какво всъщност трябва да се движи моторът.

Един робот за бране може да съдържа няколко оси на движение, като например:

• X/Y/Z линейни оси

• Стави на роботизирани ръце

• Въртене на китката

• Грайферни механизми

• Конвейерни или трансферни механизми

• Вертикални повдигащи оси

• Ротационни позициониращи оси

Различните оси имат различни изисквания за въртящ момент, скорост и предаване.

Например високоскоростната хоризонтална ос може да даде приоритет на динамичната реакция и ускорението , докато вертикалната повдигаща ос може да изисква по-висок изходен въртящ момент и спирачка . Един компактен грайфер може да се нуждае от прецизно позициониране, а не от висока непрекъсната мощност.

Следователно изборът на един идентичен двигател за всяка ос не винаги е най-ефективният подход.

2. Изчислете необходимия въртящ момент

Въртящият момент е един от най-важните параметри при избора на интегриран серво мотор за робот за бране.

Необходимият въртящ момент трябва да отчита повече от самия полезен товар. Изчислението може да включва:

• Тегло на полезен товар

• Тегло на ръката на робота

• Тегло на крайния ефектор

• Съотношение на скоростната кутия

• Ускоряване и забавяне

• Триене

• Ефективност на предаване

• Вертикална повдигаща сила

• Външна механична устойчивост

• Инерция на товара

За въртящите се оси основната връзка може да се изрази като:

Необходим въртящ момент = въртящ момент на ускорение + въртящ момент на натоварване + въртящ момент на триене + запас на безопасност

За вертикална ос трябва да се има предвид и гравитацията.

Двигател, който изглежда подходящ само въз основа на номиналния полезен товар, може да изпита прекомерен пиков въртящ момент по време на ускорение, забавяне или аварийно спиране. Поради тази причина купувачите трябва да оценят както номиналния, така и пиковия въртящ момент.

3. Проверете скоростта на двигателя и ускорението

Роботите за бране често се нуждаят от бързо движение между позициите за бране и поставяне. Следователно сервомоторът се нуждае от достатъчна скорост и динамична реакция.

Когато сравнявате двигатели, проверете:

• Номинална скорост

• Максимална скорост

• Възможност за ускорение

• Възможност за забавяне

• Пиков въртящ момент

• Реакция на позициониране

• Непрекъснато изпълнение на задълженията

Високата скорост не е автоматично по-добра. Двигателят трябва да поддържа стабилна работа, докато движи действителния товар.

За робот, извършващ кратки, повтарящи се движения, профилът на ускорението може да бъде също толкова важен, колкото максималните обороти в минута. Подходящ мотор трябва да осигурява достатъчен въртящ момент по време на ускорение без прекомерно нагряване.

4. Оценете точността на позициониране и обратната връзка на енкодера

Роботите за бране често работят с машинно зрение, предварително зададени координати, конвейери и роботизирани хващачи. Следователно двигателят трябва да осигурява надеждна обратна връзка за позицията.

Интегриран серво мотор с енкодер позволява на системата за управление да следи позицията на двигателя и съответно да регулира движението.

Когато избирате мотор, вземете предвид:

• Разделителна способност на енкодера

• Метод за обратна връзка по позицията

• Повторяемост на позиционирането

• Необходима механична точност

• Луфт на скоростната кутия

• Инерция на товара

• Изисквания към контролната верига

Действителната производителност на позициониране зависи от цялата механична и контролна система, а не само от енкодера.

За приложения, изискващи прецизно позициониране на рамото или линейната ос, енкодерът, скоростната кутия, трансмисията и механичната структура трябва да се оценяват като една система.

5. Уверете се, че EtherCAT пасва на архитектурата на движение на робота

EtherCAT става особено полезен, когато един робот за събиране има множество координирани оси.

Един типичен робот може да се наложи да синхронизира:

Контролер на роботи → ос на ръката → ос на китката → хващач → конвейер → спомагателно оборудване

С EtherCAT комуникацията множество серво оси могат да бъдат интегрирани в централизирана индустриална Ethernet архитектура за управление на движението.

Когато избират интегриран серво мотор EtherCAT, купувачите трябва да потвърдят:

• Съвместимост с EtherCAT

• Изисквания към комуникационния протокол

• Съвместимост на контролера

• Изисквания за многоосна синхронизация

• Мрежова топология

• Изисквания към комуникационния цикъл

• Конфигурация на конектор и кабел

Важният момент е, че EtherCAT трябва да съответства на контролера и цялостната автоматизирана архитектура , вместо да бъде избран като изолирана характеристика на двигателя.

6. Изберете подходящата скоростна кутия

Самият двигател може да не осигури необходимия изходен въртящ момент или скорост директно. Скоростната кутия може да адаптира характеристиките на двигателя към механизма на робота.

Често срещаните опции включват:

Планетарно задвижван серво мотор

Планетарната скоростна кутия е подходяща, когато роботът за бране изисква висок изходен въртящ момент, компактни размери и подходящо съотношение на редукция.

Типичните приложения включват:

• Стави на роботизирани ръце

• Ротационно позициониране

• Механизми с високо натоварване

• Компактни повдигащи системи

• Приложения с висока плътност на въртящия момент

Червячен серво мотор

Червячна скоростна кутия може да бъде полезна, когато механизмът изисква високо съотношение на редукция или трансмисия под прав ъгъл.

Може да се има предвид за:

• Компактни трансферни механизми

• Ротационно позициониране

• Конвейерни системи

• Повдигащи механизми

Въпреки това ефективността на скоростната кутия, хлабината, топлинните характеристики и действителните условия на натоварване трябва да бъдат оценени по време на избора.

7. Помислете за спирачка за вертикални оси на роботи

Вертикалната ос на робота за бране може да се държи различно от хоризонталната ос, тъй като гравитацията непрекъснато действа върху товара.

Ако оста трябва да остане в позиция при прекъсване на захранването, интегриран в спирачката серво мотор . може да се обмисли

Изборът на спирачка трябва да вземе предвид:

• Вертикално натоварване

• Задържащ въртящ момент

• Скорост на двигателя

• Реакция на спирачката

• Работен цикъл

• Изисквания за безопасност

Моторната спирачка не трябва да се разглежда като единствената мярка за безопасност. Пълният дизайн за безопасност на вертикалната ос трябва да включва механична трансмисия, контролер, стратегия за аварийно спиране и приложими изисквания за безопасност на машината.

8. Изберете правилния тип двигател

Производителите на подбиращи роботи могат да използват различни интегрирани серво архитектури в зависимост от оста.

Правилният избор зависи от конкретната ос и условията на работа.

9. Проверете пространството за физическа инсталация

Една от основните причини, поради които производителите обмислят интегрирани серво мотори, е да намалят пространството, заемано от отделни моторни и задвижващи компоненти.

Интегрираното устройство обаче все още трябва да пасне на механичната структура на робота.

Преди да поръчате, проверете:

• Размер на рамката на двигателя

• Обща дължина на двигателя

• Диаметър на вала

• Дължина на вала

• Монтажни размери

• Позиция на съединителя

• Посока на излизане на кабела

• Размери на скоростната кутия

• Размери на спирачките

• Налично пространство за охлаждане

При компактните роботи за бране дори малка промяна в дължината на двигателя или позицията на конектора може да повлияе на механичния дизайн.

10. Помислете за работната среда

Работната среда може значително да повлияе на избора на серво мотор.

За складови комисионни роботи, моторът може да работи при относително чисти вътрешни условия. Други системи могат да бъдат изложени на прах, влага, процеси на почистване или температурни промени.

В зависимост от приложението купувачите трябва да оценят:

• IP защита

• Работна температура

• Излагане на прах

• Влага

• Изисквания за почистване

• Работа в непрекъснат режим

• Разсейване на топлината

За взискателни среди, интегриран серво мотор IP65 може да осигури по-високо ниво на защита от стандартен отворен дизайн, при условие че пълната инсталация поддържа необходимото ниво на защита.

11. Оценете топлинните характеристики за непрекъснато бране

Роботът за бране може да работи непрекъснато за дълги периоди от време. Честото ускоряване, забавяне и повтарящи се движения с голямо натоварване могат да повишат температурата на двигателя.

Топлинната оценка трябва да включва:

• Непрекъснат въртящ момент

• Пиков въртящ момент

• Работен цикъл

• Температура на околната среда

• Условия за монтаж на двигателя

• Ефективност на скоростната кутия

• Разсейване на топлината

• Продължителност на претоварването

Двигателят трябва да бъде избран въз основа на действителния профил на движение, а не просто на неговата номинална мощност.

За приложения с висок цикъл е полезно да тествате двигателя при очакваното реално натоварване, скорост, ускорение и работен цикъл, преди да финализирате дизайна.

12. Проверете опциите за комуникация и контрол

Често се избира интегриран EtherCAT серво мотор, тъй като роботът изисква координирано мрежово управление. По-широката продуктова платформа обаче може също да се нуждае от различни комуникационни опции в зависимост от архитектурата на машината.

Например, интегрираната серво платформа на JKONGMOTOR включва контролни и комуникационни конфигурации като:

• Пулс

• RS485 / Modbus-RTU

• CANopen

• EtherCAT

Това дава на машиностроителите гъвкавост при проектиране на различни платформи за роботи или интегриране на спомагателни оси.

За един робот за събиране на EtherCAT ключовият въпрос е дали комуникационният интерфейс, контролните функции и електрическите връзки на избрания двигател съответстват на контролера на робота.

13. Помислете за персонализиране на OEM преди окончателния избор

Стандартните спецификации са само част от процеса на подбор за производител на роботи за бране. Механичното персонализиране може да бъде също толкова важно.

В зависимост от проекта персонализирането на OEM може да включва:

• Диаметър и дължина на вала

• Шпонков канал

• Плосък вал

• Кух вал

• Напречно пробит вал

• Скоростна кутия

• Спирачка

• Енкодер

• Конектор

• Дължина на кабела

• Монтажна конфигурация

• IP защита

Това може да бъде особено полезно, когато моторът трябва да се побере в съществуваща роботизирана ръка, захват, повдигащ механизъм или компактно шаси.

За строителите на машини, които разработват нов робот за събиране, често е по-ефективно да обсъдят мотора, задвижването, скоростната кутия, енкодера, комуникационния интерфейс и механичния интерфейс заедно, вместо да избират всеки компонент поотделно.

14. Използвайте пълния профил на движение, за да вземете окончателното решение

Надеждният избор трябва да се основава на пълния цикъл на движение.

Например:

Избор → Повдигане → Ускоряване → Преместване → Намаляване → Място → Връщане

За всеки етап определете:

1. Заредете

2. Необходим въртящ момент

3. Необходима скорост

4. Ускорение

5. Изискване за позициониране

6. Работен цикъл

7. Предавателно отношение

8. Изискване за енкодер

9. Изискване за комуникация

10. Условия на околната среда

Този подход предотвратява често срещана грешка при избора: избор на двигател въз основа само на номинална мощност или полезен товар.

EtherCAT Контролен списък за избор на интегриран серво мотор

Преди да потвърди поръчка, производителят на роботи за събиране може да използва следния контролен списък:

Защо да работите с JKONGMOTOR за Избирате избор на серво мотор на робот ?

За производителите на роботи за подбиране моторът е само една част от системата за управление на движението. Практическата цел е да се създаде подходящо решение за двигател + задвижване + енкодер + трансмисия + комуникация.

JKONGMOTOR предоставя конфигурации на интегрирани серво мотори, покриващи различни изисквания за движение на роботи, включително интегрирани стъпкови серво мотори, редукторни серво мотори, BLDC серво мотори, решения за линейно движение, интегрирани в спирачки двигатели и други персонализирани конфигурации.

Неговият OEM/ODM подход също така позволява конфигурацията на двигателя да бъде адаптирана към механичните и електрическите изисквания на машината.

За нов проект за подбиращ робот купувачите могат да предоставят полезен товар, тип ос, скорост, ускорение, съотношение на скоростната кутия, разстояние на движение, работен цикъл, монтажни размери и изисквания за контролер/комуникация . Тези параметри осигуряват практическа отправна точка за избор на подходящия интегриран EtherCAT серво мотор.

Окончателна храна за вкъщи

Правилният интегриран EtherCAT серво мотор за робот за събиране трябва да бъде избран според цялостната система за движение - не само мощността на двигателя.

Най-важните фактори са въртящ момент, скорост, ускорение, обратна връзка на енкодера, съвместимост с EtherCAT, изисквания към скоростната кутия, изисквания към спирачките, топлинни характеристики, пространство за инсталиране, защита на околната среда и OEM персонализиране.

Когато тези фактори се оценят заедно, интегрираният серво мотор може да бъде по-добре съчетан с всяка ос на робота, като същевременно спомага за опростяване на окабеляването, намаляване на изискванията за корпуса и поддържа координирано многоосно движение.

Където интегрираните сервомотори на EtherCAT пасват в складовата роботика

Складовата роботика вече не се ограничава до обикновена конвейерна автоматизация. Съвременните складове използват роботи за избиране, AMR, AS/RS системи, совалки за палети, оборудване за сортиране, роботизирани ръце и автоматизирани повдигащи механизми за преместване, идентифициране, избиране, съхраняване и извличане на продукти.

Тези машини изискват координирано движение по множество оси. може Интегриран серво мотор EtherCAT да комбинира мотора, задвижването, енкодера и интерфейса за комуникация в реално време в компактно устройство за управление на движението, което го прави подходящ за складово оборудване, където пространството, синхронизацията, окабеляването и производителността на позициониране са важни.

За производителите на оборудване ключовият въпрос не е просто дали един EtherCAT серво мотор може да се използва в складовата роботика, а къде осигурява най-практичната стойност в рамките на архитектурата на машината.

1. Бране на роботи

Роботите за събиране са едно от най-директните приложения за интегрирани серво мотори EtherCAT.

Един типичен робот за бране може да се наложи да координира:

• Стави на роботизирани ръце

• Въртене на китката

• Движение на грайфера

• Вертикално повдигане

• Позициониране на конвейера

• Трансфер на продукта

По време на един цикъл на бране може да се наложи роботът да се придвижи бързо до целево място, да забави за точно позициониране, да задейства захващащото устройство и след това да се върне в началната си позиция.

Интегриран серво мотор EtherCAT може да поддържа този тип многоосно координирано движение, като същевременно намалява броя на отделните задвижващи компоненти, инсталирани в контролния шкаф.

За компактни роботизирани ръце могат да се имат предвид и интегрирани серво мотори с планетарно задвижване, когато се изисква по-висок изходен въртящ момент в ограничено пространство за инсталиране.

2. AMRs и складови мобилни роботи

Автономните мобилни роботи (AMR) се използват все повече за:

• Превоз на стоки

• Изпълнение на поръчка

• Доставка от рафт до човек

• Транспортиране на контейнери

• Боравене с материали

• Попълване на склад

Задвижващата система се нуждае от контролирана скорост на колелото, посока, ускорение и забавяне.

Интегрираните серво мотори могат да комбинират двигателя и електрониката в компактен модул, намалявайки окабеляването между двигателя и външното устройство.

За мобилни складови роботи изборът може да включва DC серво, BLDC серво, редукторно серво или специализирани AGV/AMR серво конфигурации , в зависимост от въртящия момент на колелата, теглото на превозното средство, скоростта, напрежението на батерията и архитектурата на управление.

Когато се изисква функционална безопасност, серво конфигурациите с функционалност, свързана със STO, могат да бъдат оценени като част от цялостния дизайн за безопасност на машината.

3. AS/RS стакерни кранове

Автоматизираните системи за съхранение и извличане (AS/RS) използват стекерни кранове за съхранение и извличане на стоки от места с висока плътност на складове.

Типичен стакерен кран може да има няколко важни оси на движение:

Хоризонтално движение → Вертикално повдигане → Движение на вилицата

Всяка ос има различни изисквания.

Хоризонтално пътуване

Оста на движение се нуждае от контролирано ускорение, забавяне и позициониране, за да движи стакерния кран точно по пътеките на склада.

Вертикално повдигане

Повдигащата ос трябва да издържа на значителни механични натоварвания и може да изисква по-висок въртящ момент, подходяща предавка и спирачна функционалност.

Ос на вилицата

Механизмът на вилката изисква повтарящо се позициониране за поставяне и изваждане на палети или контейнери за съхранение.

EtherCAT може да бъде особено полезен, когато тези оси трябва да работят като част от система за координирано движение.

4. Четирипосочни палетни совалки

Четирипътните палетни совалки изискват компактни и управляеми задвижващи системи, тъй като превозното средство трябва да се движи в тесни складови канали.

В зависимост от конструкцията на машината интегрираните серво мотори могат да се използват за:

• Движение напред и назад

• Движение настрани

• Повдигащи механизми

• Позициониране на палети

• Спомагателни механични функции

Компактната интегрирана серво архитектура може да помогне за намаляване на външното окабеляване и да опрости инсталацията вътре в совалката.

За приложения, изискващи високи съотношения на редукция или компактна трансмисия, конфигурациите на интегрираните сервоуреди могат да бъдат оценени според необходимия въртящ момент на колелото и механична структура.

5. Конвейерни и трансферни системи

Автоматизацията на складовете зависи до голяма степен от конвейерите и механизмите за прехвърляне.

Тези системи могат да транспортират:

• Кашони

• Чанти

• Кошчета

• Колети

• Палети

• Индивидуални продукти

Сервоуправляваните конвейери могат да изискват прецизно регулиране на скоростта и синхронизиране с оборудването нагоре и надолу по веригата.

Интегриран серво мотор EtherCAT може да се използва, когато конвейерът се нуждае от координирано управление с други оси или машини.

Например:

Визуална система → Робот за събиране → Конвейер → Сортировач → Опаковъчна станция

Когато тези машини обменят информация за позиция и време чрез обща автоматизирана архитектура, координираното движение става по-лесно за изпълнение.

6. Автоматизирано оборудване за сортиране

Системите за високоскоростно сортиране трябва да преместват продуктите според дестинация, размер, ред или други критерии за идентификация.

Приложенията могат да включват:

• Кръстосани сортировъчни машини

• Плъзгащи се сортери за обувки

• Системи за сортиране на пратки

• Отклонители

• Ротационни сортиращи механизми

• Трансферни модули

Механизмите за сортиране често извършват повтарящи се движения при относително високи скорости на цикъла. Следователно двигателят се нуждае от подходяща скорост, ускорение, отговор на позициониране и топлинни характеристики.

В зависимост от механизма могат да се имат предвид BLDC серво, планетарно задвижвани BLDC серво или интегрирани стъпкови серво мотори .

Окончателният избор трябва да се основава на действителното натоварване, време на цикъл, въртящ момент и механична трансмисия.

7. Системи за роботизирана ръка и краен ефектор

Складовите роботизирани ръце могат да извършват:

• Събиране на кошчета

• Събиране на кашони

• Палетизиране

• Депалетизиране

• Сортиране на артикули

• Разглеждане на случаи

Различните съединения имат различни механични изисквания.

Оста на китката може да изисква компактни размери и бърза реакция, докато по-голяма става на ръката може да изисква по-висок изходен въртящ момент.

Това е мястото, където различни интегрирани серво конфигурации могат да бъдат съчетани с различни оси.

Интегрираните стъпкови серво мотори могат да бъдат разгледани за повторяеми приложения за позициониране.

Интегрираните серво мотори с планетарна предавка могат да се имат предвид, когато се изисква по-висок изходен въртящ момент и компактна трансмисия.

Интегрираните в спирачката серво мотори могат да бъдат оценени за вертикални оси, където се изисква контролирано задържане.

8. Автоматизирано оборудване за повдигане и вертикално прехвърляне

Вертикалното движение въвежда допълнително съображение: гравитацията.

Складовите системи могат да използват серво задвижвани механизми за:

• Повдигащи се маси

• Вертикални транспортьори

• Робот Z оси

• Асансьори за съхранение

• Вилични механизми

• Вертикални трансферни единици

Тези приложения може да изискват по-висок въртящ момент при ниска скорост и контролирано задържане, когато системата спре.

Може да се има предвид когато интегриран в спирачката серво мотор, механичният дизайн изисква функция за задържане от страната на двигателя.

Спирачката обаче трябва да се оценява заедно със скоростната кутия, механичното натоварване, системата за безопасност, стратегията за аварийно спиране и приложимите изисквания за безопасност на машината.

9. Системи за вземане на стоки от човек

В складовете за стоки на човек продуктите или контейнерите за съхранение се транспортират автоматично до оператор или роботизирана станция за комисиониране.

Системата може да включва:

Съхранение → Мобилен робот → Конвейер → Станция за събиране → Изпълнение на поръчки

Всеки етап изисква контролирано движение и точно позициониране.

Интегрираните серво мотори могат да се използват в механизмите за движение и позициониране, където контролът в затворен контур и компактният монтаж са важни.

EtherCAT става особено полезен, когато няколко серво оси трябва да обменят информация за движение с централен контролер.

10. Автоматизирано опаковане и палетизиране

Изпълнението на склада не спира при извличане на продукта. Много системи също автоматизират:

• Оформяне на случай

• Продуктово позициониране

• Обработка на кашони

• Пакетиране

• Етикетиране

• Палетизиране

• Депалетизиране

Тези машини често изискват множество синхронизирани серво оси.

Например, робот за палетизиране може да координира движението на ръката, въртенето на китката, повдигането и позиционирането на крайния ефектор.

Базираната на EtherCAT интегрирана серво архитектура може да помогне за свързването на тези оси на движение към контролера на машината, като същевременно поддържа електрониката на двигателя и задвижването близо до механичната ос.

11. Къде се побират различни интегрирани серво мотори

Не всеки складов робот се нуждае от една и съща серво архитектура.

Таблицата трябва да се третира като отправна точка, а не като фиксирано правило за избор на двигател. Реалният избор зависи от механичния дизайн и работния профил.

12. Защо EtherCAT има значение в складовата роботика

Основното предимство на EtherCAT в тези системи не е просто самият комуникационен интерфейс. Неговата стойност идва от позволяването на координиран индустриален контрол на движението в множество устройства и оси.

Може да се наложи складов робот да координира:

Контролер → Серво ос 1 → Серво ос 2 → Серво ос 3 → Захват → Конвейер

С базирана на EtherCAT архитектура производителят на машини може да проектира системата за движение около централизирано управление и синхронизирани серво оси.

Това може да бъде особено полезно за:

• Многоосни роботизирани ръце

• Високоскоростно бране

• Координирано повдигане и движение

• Машини за сортиране

• Системи за опаковане

• Системи за палетизиране

• Автоматизирана обработка на материали

За производителите на машини тази архитектура може също да намали нуждата от отделни шкафове за задвижване и обширно окабеляване от двигател към задвижване, когато се използват интегрирани серво мотори.

13. Какво трябва да проверяват производителите на складови роботи

Преди да изберат интегриран серво мотор EtherCAT, купувачите трябва да оценят пълния работен профил.

Механични изисквания

• Полезен товар

• Инерция на товара

• Предавателно отношение

• Конфигурация на вала

• Монтажни размери

• Налично място за монтаж

Изисквания за движение

• Номинална скорост

• Максимална скорост

• Номинален въртящ момент

• Пиков въртящ момент

• Ускорение

• Забавяне

• Точност на позициониране

• Работен цикъл

Изисквания за контрол

• Съвместимост с EtherCAT

• Съвместимост на контролера

• Разделителна способност на енкодера

• Многоосна синхронизация

• Мрежова архитектура

Изисквания за околната среда

• IP защита

• Температура на околната среда

• Прах

• Влага

• Непрекъсната работа

• Разсейване на топлината

Изисквания за персонализиране

• Диаметър и дължина на вала

• Шпонка или плоска

• Кух вал

• Скоростна кутия

• Спирачка

• Енкодер

• Конектор

• Кабел

• Монтажна конструкция

14. Защо интегрираната серво архитектура пасва на съвременната складова автоматизация

Традиционните серво системи често разделят мотора, задвижването, обратната връзка на енкодера и комуникационните компоненти.

Интегриран серво мотор обединява няколко от тези функции в едно компактно устройство.

За складовата роботика тази архитектура може да осигури практически предимства:

По-малко окабеляване от двигател към задвижване

Задвижващата електроника е интегрирана с двигателя, намалявайки външните връзки.

По-малки контролни шкафове

Някои хардуери, свързани със задвижването, могат да се преместят от шкафа по-близо до механичната ос.

По-проста машинна интеграция

Мотор, задвижване, енкодер и комуникационни функции могат да бъдат проектирани като един модул за управление на движението.

Гъвкава конфигурация на осите

Могат да бъдат избрани различни конфигурации на серво и редуктори за различни механизми на робота.

По-лесна OEM адаптация

Механични и електрически интерфейси могат да бъдат персонализирани за специфично складово оборудване.

Окончателна храна за вкъщи

Интегрираните серводвигатели на EtherCAT се вписват в множество области на складовата роботика , от роботи за комисиониране и AMR до AS/RS стакерни кранове, четирипосочни палетни совалки, транспортьори, сортиращи устройства, роботизирани ръце, повдигащи системи и автоматизирано опаковъчно оборудване.

Ключът е конфигурацията на двигателя да съответства на конкретната ос.

За високо прецизно позициониране може да е подходящо интегрирано стъпково серво. За по-висок изходен въртящ момент може да се обмисли серво с планетарно задвижване. За вертикално движение може да е необходима конфигурация с интегрирана спирачка. За високоскоростно сортиране и динамично движение могат да бъдат оценени BLDC серво конфигурации.

За производителите на складово оборудване най-важните критерии за избор остават въртящ момент, скорост, ускорение, обратна връзка от енкодера, изисквания към скоростната кутия, комуникационна съвместимост, топлинна производителност, пространство за инсталиране, защита на околната среда и OEM персонализиране.

Интегрираната серво моторна платформа на JKONGMOTOR предоставя различни конфигурации за тези изисквания за движение, което позволява на машиностроителите да разработят по-компактна и специфична за приложението архитектура за управление на движението за съвременна складова роботика.

Защо персонализирането на OEM може да направи разлика

Стандартните каталожни двигатели са полезни за много приложения, но производителите на роботизирано оборудване често имат изисквания, които не отговарят напълно на стандартен продукт.

Например, производител на роботи може да изисква конкретен монтажен модел, дължина на вала, тип енкодер, конектор, ориентация на кабела или съотношение на скоростната кутия.

Доставчик на OEM/ODM интегриран серво мотор може да разработи двигателя около машината, вместо да принуждава машината да побира стандартен двигател.

Типичен процес на персонализиране може да включва:

Анализ на приложението → Избор на двигател → Механичен дизайн → Конфигурация на серво и енкодер → Прототип → Тестване → Валидиране → Партидно производство

Този подход е особено ценен за производителите на роботи, които разработват оборудване за широкомащабно внедряване.

Заключение: EtherCAT и интегрирана серво технология за пикинг роботи

Роботите за бране изискват повече от висока мощност на двигателя. Те се нуждаят от бърза реакция, точно позициониране, синхронизирано многоосно движение, надеждна обратна връзка, компактна механична интеграция и надеждна комуникация.

Интегриран серво мотор на EtherCAT отговаря на няколко от тези изисквания чрез комбиниране на мотор, серво задвижване, енкодер и интерфейс за комуникация в реално време в компактно устройство за управление на движението.

За производителите на роботи за избиране тази архитектура може да помогне за намаляване на сложността на окабеляването, да опрости инсталацията, да подобри многоосната координация и да поддържа по-бързо повтарящо се движение.

Най-важното съображение все още е пълният профил на движение. Моментът на двигателя, скоростта, разделителната способност на енкодера, инерцията, съотношението на скоростната кутия, топлинните характеристики, комуникационната съвместимост и механичните размери трябва да се оценяват заедно.

За производителите на OEM роботизирано оборудване, интегрирана серво моторна платформа с EtherCAT комуникация и персонализирани конфигурации на двигател, енкодер, скоростна кутия, спирачка и конектор може да осигури практическа основа за разработване на компактни и мащабируеми системи за роботи за бране.

Често задавани въпроси

1. Какво представлява интегриран серво мотор EtherCAT?

Интегриран EtherCAT серво мотор съчетава мотора, серво задвижването, енкодера и EtherCAT комуникационния интерфейс в компактно устройство за управление на движението. Той е предназначен за приложения, изискващи управление на движението в затворен контур и координирана работа между множество оси.

2. Къде се използват интегрираните сервомотори на EtherCAT в складовата роботика?

Те могат да се използват в роботи за подбиране, AMR, AS/RS стакерни кранове, четирипосочни палетни совалки, конвейери, системи за сортиране, роботизирани ръце, повдигащи механизми и автоматизирано опаковъчно оборудване.

3. Защо интегрираните сервомотори EtherCAT са подходящи за роботи за събиране?

Те осигуряват позициониране със затворен цикъл, динамичен контрол на движението и мрежова комуникация в компактен пакет. Това може да помогне за опростяване на многоосните роботски архитектури и намаляване на окабеляването от двигател към задвижване.

4. Могат ли интегрирани серво мотори EtherCAT да се използват за AMR и AGV задвижващи системи?

да В зависимост от теглото на превозното средство, въртящия момент на колелата, скоростта, напрежението и изискванията за управление, могат да се вземат предвид интегрирани DC серво, BLDC серво, редукторни серво или специализирани AGV/AMR серво конфигурации.

5. Кой интегриран серво мотор е подходящ за AS/RS повдигащи оси?

Интегриран серво мотор с предавка може да е подходящ, когато повдигащата ос изисква по-висок изходен въртящ момент. Конфигурация с интегрирана спирачка може също да се обмисли, когато механичният дизайн изисква контролирано задържане на вертикален товар.

6. Могат ли интегрираните сервомотори на EtherCAT да управляват множество оси на складови роботи?

да EtherCAT може да се използва в многоосни архитектури за движение, където контролер координира функции като движение на ръката на робот, въртене на китката, повдигане, захващащи устройства, конвейери или други серво оси.

7. Какво трябва да взема предвид при избора на интегриран серво мотор EtherCAT?

Ключовите фактори включват номинален и пиков въртящ момент, скорост, ускорение, инерция на товара, изисквания за позициониране, разделителна способност на енкодера, съотношение на скоростната кутия, изисквания към спирачките, съвместимост с EtherCAT, работен цикъл, топлинни условия, IP защита и размери на механична инсталация.

8. Предлагат ли се редукторни интегрирани серво мотори EtherCAT за автоматизация на склада?

да Планетарни и червячни конфигурации могат да бъдат разгледани за приложения, изискващи по-висок изходен въртящ момент, намаляване на скоростта, компактна трансмисия или специфични механични устройства.

9. Може ли интегриран серво мотор EtherCAT да бъде персонализиран за складово оборудване?

В зависимост от изискванията на производителя и проекта персонализирането може да включва размери на вала, шпонкови канали, монтажна конфигурация, скоростна кутия, спирачка, енкодер, конектори, кабели и IP защита.

10. Как мога да избера интегриран серво мотор EtherCAT за проект за складова роботика?

Започнете с типа на оста, полезен товар, необходима скорост, ускорение, въртящ момент, работен цикъл, предавателно отношение, изисквания за позициониране, комуникационна архитектура, инсталационно пространство и работна среда. След това тези параметри могат да се използват за определяне на подходящия двигател, енкодер, скоростна кутия и комуникационна конфигурация.