Dansk
Visninger: 0 Forfatter: Jkongmotor Udgivelsestid: 23-09-2026 Oprindelse: websted
Plukkerobotter er ved at blive en vigtig del af moderne varehuse, leveringscentre, e-handelsoperationer og automatiserede materialehåndteringssystemer. Efterhånden som ordremængderne stiger, har lagrene brug for robotter, der kan plukke, flytte, placere og frigive produkter hurtigt og præcist uden at ofre pålideligheden.
I centrum af denne forestilling er bevægelsessystemet. En plukkerobot kan have avanceret syn, kunstig intelligens, robotsoftware og sofistikerede gribere, men disse teknologier afhænger stadig af motorer, der kan udføre bevægelseskommandoer nøjagtigt og gentagne gange.
Det er her en EtherCAT integreret servomotor kan give en praktisk fordel.
Ved at kombinere servomotoren, drivelektronikken, encoderen og kommunikationsgrænsefladen i én kompakt enhed, kan en integreret servomotor reducere systemets kompleksitet og samtidig give den præcise bevægelseskontrol, der kræves af plukkerobotter. Når EtherCAT bruges som kommunikationsnetværk, kan flere robotakser udveksle bevægelsesdata med controlleren ved høj hastighed og med tæt koordineret timing.
For producenter af lagerudstyr kan resultatet være en mere kompakt, lydhør og skalerbar motion-control arkitektur.
En plukkerobot er et automatiseret robotsystem designet til at identificere, gribe, flytte og placere produkter eller materialer. Afhængigt af applikationen kan den fungere uafhængigt eller som en del af et større automatiseret lagersystem.
Typiske plukkerobotter kan findes i:
E-handels opfyldelsescentre
Automatiserede lagre
Distributionscentre
Bindeplukningssystemer
Vare-til-person systemer
Automatiserede lagrings- og genfindingssystemer
Pakkesorteringsoperationer
Farmaceutiske lagre
Mad- og drikkevarelogistik
Fremstilling af materialehåndteringssystemer
En typisk plukkecyklus kan involvere flere koordinerede bevægelser:
Nærmer dig målstedet
Placer robotarmen eller mekanismen
Flyt griberen mod produktet
Juster position og orientering
Tag fat i produktet
Løft eller flyt produktet
Transporter den til en anden position
Slip produktet
Vend tilbage til næste plukkeposition
Enhver bevægelse kræver kontrolleret acceleration, deceleration, hastighed og position.
Det betyder, at motoren ikke blot er ansvarlig for at få robotten til at bevæge sig. Det har direkte indflydelse på cyklustid, positioneringsnøjagtighed, repeterbarhed, energiforbrug, vibrationer og overordnet udstyrs pålidelighed.
Plukkeapplikationer kombinerer ofte hurtige bevægelser med hyppige start og stop.
En motor kan accelerere hurtigt for at nå en målposition, decelerere før den når destinationen, holde en bestemt position, vende retningen og straks begynde en anden bevægelse.
Dette driftsmønster er meget forskelligt fra applikationer, hvor en motor kører kontinuerligt med en relativt konstant hastighed.
En passende servomotor til en plukkerobot har derfor brug for flere vigtige egenskaber.
Robotten skal placere griberen på det rigtige sted. Selv en lille positioneringsfejl kan påvirke vellykket greb, især når produkter er tæt arrangeret.
En integreret servomotor med encoderfeedback kan kontinuerligt overvåge motorposition og give lukket sløjfe kontrol.
Plukkerobotter er designet til at udføre gentagne operationer hurtigt.
Motoren skal reagere hurtigt på kommandoer for:
Acceleration
Deceleration
Retningsændringer
Positionsændringer
Drejningsmomentændringer
Hastighedsændringer
Hurtig servorespons hjælper med at reducere unødvendige bevægelsesforsinkelser.
Forskellige trin i plukkeprocessen kan kræve forskellige hastigheder.
For eksempel kan en robot bevæge sig hurtigt, når den rejser hen over et tomt område, men sænke farten, når den nærmer sig et produkt.
Servostyring gør det muligt for bevægelsessystemet dynamisk at justere hastigheden i henhold til den aktuelle operation.
Industrielle plukkerobotter kan udføre tusindvis eller endda millioner af bevægelsescyklusser i løbet af deres levetid.
Motoren skal derfor bibeholde ensartet ydeevne under gentagen drift i stedet for blot at levere høj topydelse i korte perioder.
|
|
|
|
|
|
Integreret DC-servomotor med bremse |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Aksel |
Blyskrue |
modul |
Lineær Bevægelse |
Bremse |
Gearkasse |
Snekkegearkasse |
Ledninger |
Beskyt niveau |
Beskyt niveau |
En plukkerobot er bygget op omkring ét enkelt mål: Vælg det rigtige produkt, i den rigtige position, med den rigtige hastighed, og gentag processen pålideligt.
I et moderne lager- eller leveringssystem lyder det ligetil. I praksis kan en plukkerobot være nødt til at koordinere flere akser, reagere på maskinsynsdata, accelerere og decelerere gentagne gange, styre en griber eller ende-på-armværktøj og opretholde nøjagtig positionering over tusindvis af cyklusser.
Det gør valget af servomotor til en vigtig del af robottens overordnede design.
For producenter af plukkerobotter kan en integreret servomotor være særlig attraktiv, fordi motoren, encoderen og drevet er kombineret i en kompakt bevægelseskontrolenhed. JKONGMOTORs nuværende integrerede servomotorplatform dækker integrerede stepper servomotorer, gearede stepper servomotorer, lineære stepper servomotorer, integrerede DC/BLDC servomotorer, gearede BLDC servomotorer, bremseservomotorer, IP65 servomotorer og AGV servomotorer med STO . Platformen understøtter 26W–1000W effektudgange og kontrolmuligheder inklusive Pulse, RS485, CANopen og EtherCAT.
Til plukkerobotter er disse motortyper dog ikke udskiftelige. Hver konfiguration adresserer et andet bevægelseskrav.
En plukkerobot kombinerer typisk flere typer bevægelser:
Positionering → Reaching → Plukning → Løft → Roterende → Placering → Retur
Bevægelsessystemet skal derfor håndtere hyppig acceleration og deceleration, samtidig med at det opretholder nøjagtig positionsfeedback.
For en plukkerobot skal en integreret servomotor muligvis give:
Nøjagtig lukket sløjfepositionering
Hurtig acceleration og deceleration
Stabilt drejningsmoment ved forskellige hastigheder
Encoder feedback
Høj repeterbarhed
Kompakt installation
Reduceret ledningsføring
Multi-akse kommunikation
Egnede gearkassemuligheder
Bremsemuligheder for lodrette akser
Miljøbeskyttelse, hvor det er nødvendigt
Kompatibilitet med robotcontrolleren
Pick-and-place-systemer fra den virkelige verden bruger almindeligvis koordineret servobevægelse og EtherCAT-baserede arkitekturer til krævende robotapplikationer. For eksempel bruger industrielle plukkeløsninger EtherCAT til koordineret bevægelse mellem controlleren og servoakserne, mens visionsystemer giver de produktplaceringsoplysninger, der kræves til plukning.
Dette er grunden til, at motoren skal vælges i henhold til robotaksen , i stedet for blot at vælge én motortype for hele maskinen.
JKONGMOTOR-produktstrukturen kan forstås gennem to hovedkategorier:
Disse er velegnede til at plukke robotmekanismer, hvor præcis positionering, stabilt drejningsmoment, repeterbarhed og omkostningseffektiv lukket sløjfekontrol er vigtig.
Disse er mere velegnede til robotakser, der kræver dynamisk respons, højere hastighedsdrift, kompakt integration eller højere momenttæthed.
De tilgængelige konfigurationer strækker sig derefter til planetgear, snekkegear, lineær bevægelse, bremsning, vandtæt beskyttelse og AGV/AMR-specifikke servosystemer.
En integreret stepper servomotor kombinerer en stepmotor, encoder og drev til en enkelt lukket sløjfeenhed.
For en plukkerobot kan denne konfiguration overvejes for akser, hvor prioritet er nøjagtig, gentagelig positionering uden kompleksiteten af et konventionelt separat motor- og drivarrangement.
Typiske eksempler omfatter:
Pick-and-place positioneringsakser
Griber positioneringsmekanismer
Små robotarme
Transportør positionering
Produktjusteringsmekanismer
Emballerings- og sorteringsudstyr
Kompakt lagerautomatisering
Encoderen giver feedback til det integrerede drev, hvilket gør det muligt for systemet at overvåge den faktiske motorbevægelse i stedet for udelukkende at stole på en trinkommando med åben sløjfe. JKONGMOTOR beskriver denne konfiguration som at give lukket sløjfepositionering, stabilt drejningsmoment og reduceret risiko for mistede skridt.
Plukningsnøjagtighed er direkte relateret til, hvor konsekvent robotten kan placere sin sluteffektor.
En stepper-servo med lukket sløjfe kan derfor være en praktisk mulighed, når aksen ikke kræver den dynamiske ydeevne fra en high-end AC-servo, men stadig har brug for pålidelig positionsfeedback.
Nogle plukkerobotakser kræver mere end positioneringsnøjagtighed. De har også brug for højere udgangsmoment i en kompakt pakke.
Det er her en integreret planetgear servomotor bliver nyttig.
Konfigurationen kombinerer:
Servomotor + Encoder + Drive + Planetgearkasse
Gearkassen reducerer hastigheden og øger udgangsmomentet, samtidig med at den bevarer en relativt kompakt transmissionsstruktur.
En planetgearet integreret servo kan overvejes til:
Robot armled
Håndledsmekanismer
Lodrette løfteakser
Tunge sluteffektorer
Produkthåndteringsmekanismer
Højbelastede positioneringsakser
JKONGMOTOR beskriver sin planetgear BLDC-servo-konfiguration som en kombination af motor, encoder, drev og planetgearkasse, med vægt på høj momenttæthed og lavt slør.
For en plukkerobot kan lavt slør være særligt relevant, når griberen skal nå en præcis produktposition.
En snekkegearet integreret servomotor er en anden mulighed, når plukkemekanismen kræver et højt reduktionsforhold eller et retvinklet mekanisk arrangement.
Den integrerede konfiguration kombinerer motor, encoder, drev og snekkegearkasse.
En snekkegearkasse kan være nyttig, når robotdesigneren har brug for:
Højt reduktionsforhold
Højere udgangsmoment
Kompakt retvinklet transmission
Lastholdbare egenskaber i passende mekaniske designs
Dette kan være relevant for løftemekanismer, transportører, positioneringssystemer og kompakte robotmekanismer.
JKONGMOTOR beskriver specifikt sin snekkegearede BLDC servokonfiguration som en pladsbesparende retvinklet løsning med højt drejningsmoment og selvlåsende egenskaber.
For sikkerhedskritiske lodrette akser bør det komplette lastholdende og sikkerhedsdesign dog altid evalueres i stedet for alene at stole på gearkassens egenskaber.
Ikke alle plukkerobotbevægelser er roterende.
Mange plukkesystemer kræver, at endeeffektoren bevæger sig langs en lineær akse.
For eksempel:
X-akse → Y-akse → Z-akse → Griber
En integreret lineær stepper-servomotor kan kombinere motoren, encoderen og drevet til en kompakt lineær bevægelsesløsning med lukket sløjfe.
JKONGMOTORs produktstruktur inkluderer lineær stepperservo med kugleskrue, lineær stepperservo af T-type og integrerede lineære bevægelsesløsninger.
Det kan overvejes til:
Kartesiske plukkerobotter
XYZ pick-and-place-systemer
Lodrette plukkeakser
Produktoverførselsmekanismer
Automatiseret inspektion
Emballagesystemer
Præcisionspositioneringssystemer
For en plukkerobot bliver nøgleparametrene lineært tryk, slaglængde, lineær hastighed, positioneringsnøjagtighed og driftscyklus snarere end blot roterende drejningsmoment og RPM.
For en højhastigheds plukkerobot kan en integreret DC/BLDC servomotor være et mere passende valg, når dynamisk respons og kompakt emballage er vigtigt.
Den integrerede arkitektur placerer motor, encoder og drev sammen.
Dette kan reducere mængden af eksternt udstyr, der kræves omkring robotaksen.
Kompakt aksedesign
Reduceret ledningsføring
Hastighedskontrol med lukket sløjfe
Positionskontrol med lukket sløjfe
Hurtig respons
Høj driftseffektivitet
Forenklet installation
JKONGMOTOR beskriver sin integrerede DC-servo som en kompakt enhed, der kombinerer motor, encoder og drev til nøjagtig hastigheds- og positionskontrol.
For robotproducenter kan dette være særligt nyttigt, når den tilgængelige installationsplads omkring hver led er begrænset.
Blandt de forskellige konfigurationer er den planetgearede BLDC servomotor særlig relevant til krævende plukkeapplikationer.
Arkitekturen kombinerer:
BLDC Servo + Encoder + Integreret drev + Planetgearkasse
Dette gør det muligt at opnå et højt udgangsmoment uden brug af en overdimensioneret motor.
En plukkerobot skal muligvis bevæge sig hurtigt, mens den bærer en griber og et produkt. Gearkassen hjælper med at matche motorhastighed og drejningsmoment til de faktiske mekaniske krav til robotleddet.
Højhastigheds plukkerobotter
Robotarme
Delta robotter
Sortering af robotter
Emballeringsrobotter
Materialehåndteringssystemer
Automatiseret lagerudstyr
Industrielle pick-and-place-systemer kræver almindeligvis koordineret højhastigheds servobevægelse. EtherCAT bruges i kommercielle robotarkitekturer til at synkronisere bevægelse på tværs af flere akser.
En snekkegear BLDC servomotor er nyttig, når mekanisk emballage er lige så vigtig som motorens ydeevne.
Den retvinklede gearkasse kan gøre det nemmere at placere motoren inde i en kompakt robotstruktur.
Dette kan være nyttigt til:
Kompakte robotarme
Transportørmekanismer
Produktoverførselssystemer
Roterende positionering
Løftemekanismer
Pladsbegrænset automatisering
Den integrerede arkitektur undgår også at skulle installere motoren, det eksterne servodrev og gearkassen som tre separate komponenter.
En plukkerobot kan have en lodret akse, der løfter et produkt, en griber eller en robotmekanisme.
I denne situation kan bremsning blive en vigtig designovervejelse.
En bremse-integreret servomotor kombinerer:
Motor + Encoder + Drive + Elektromagnetisk bremse
Bremsen kan hjælpe med at holde en belastning, når strømmen fjernes, afhængigt af det komplette mekaniske og sikkerhedsmæssige design.
JKONGMOTOR lister bremse-integrerede DC-servokonfigurationer inden for sit integrerede servomotorprogram og beskriver dem til applikationer som lodrette akser og automatiseret maskineri.
Z-akse løft
Lodrette robotarme
Produktelevatorer
Pick-and-place løftemekanismer
Automatiseret lagerudstyr
For en lodret robotakse bør ingeniører evaluere bremsemoment, belastningsinerti, stopkrav, nødadfærd og maskinens sikkerhedsarkitektur sammen.
Plukkerobotter, der bruges til fødevareforarbejdning, udendørs logistik eller støvede industrielle miljøer, kan kræve yderligere miljøbeskyttelse.
JKONGMOTOR leverer en IP65 integreret DC servomotorkonfiguration med motor, driver og encoder pakket ind i et beskyttet hus.
Potentielle applikationer omfatter:
Håndtering af fødevarer
Udendørs plukkesystemer
Industriel logistik
Støvede miljøer
Mobil automatisering
Materialehåndtering
Det korrekte beskyttelsesniveau bør altid bestemmes ud fra det faktiske driftsmiljø.
Selvom en AGV eller AMR er forskellig fra en stationær plukkerobot, kombinerer mobile plukkesystemer i stigende grad robotplukning med autonom transport.
Til disse systemer tilbyder JKONGMOTOR en AGV DC servomotor med STO (Safe Torque Off).
Produktsiden beskriver denne konfiguration som at give præcis bevægelseskontrol, høj momenttæthed, hurtig respons og funktionel sikkerhedssupport til AGV'er, intelligent logistik, robotteknologi og industriel automation.
Denne type motor kan derfor være relevant, når en plukkerobot integreres i en mobil robotplatform.
En nyttig måde at vælge motor på er at kortlægge motortypen til den faktiske robotbevægelse.
Krav til plukkerobot |
Integreret servokonfiguration |
|---|---|
Præcis positionering |
Integreret stepservo |
Højt drejningsmoment + kompakt størrelse |
Planetgearet servo |
Højt reduktionsforhold |
Snekkegear servo |
Lineær X/Y/Z bevægelse |
Integreret lineær stepservo |
Hurtig dynamisk roterende bevægelse |
Integreret DC/BLDC Servo |
Høj momenttæthed |
Planetgear BLDC Servo |
Retvinklet transmission |
Snekkegear BLDC Servo |
Lodret lastholder |
Bremse integreret servo |
Støv/vand eksponering |
IP65 integreret servo |
Mobilplukning / AMR |
AGV/AMR DC Servo med STO |
Denne applikationsbaserede klassifikation er mere nyttig for robotdesignere end blot at sammenligne motornavne.
En EtherCAT integreret servomotor kombinerer flere bevægelseskontrolkomponenter i én kompakt motorenhed.
Afhængigt af produktarkitekturen kan den integrerede enhed omfatte:
Servo motor
Servodrev
Encoder
Bevægelsesstyringselektronik
EtherCAT kommunikationsgrænseflade
Beskyttelsesfunktioner
Valgfri bremse
Valgfri gearkasse
Traditionelle servosystemer placerer ofte motoren og drevet på separate steder.
Styringen sender kommandoer til et eksternt servodrev, mens drevet styrer motoren gennem separate ledninger.
En integreret servomotor flytter meget af denne funktionalitet direkte ind i motorenheden.
Dette kan væsentligt forenkle det mekaniske og elektriske design af en plukkerobot.
EtherCAT er en industriel Ethernet-kommunikationsteknologi i realtid, der er meget udbredt i applikationer, der kræver koordineret bevægelseskontrol.
For en plukkerobot er dette vigtigt, fordi flere akser muligvis skal bevæge sig sammen.
Overvej en robotarm med flere akser.
Controlleren skal muligvis samtidig styre:
Base rotation
Skulderbevægelse
Albuebevægelse
Håndledsrotation
Håndledspositionering
Gribebevægelse
Hvis disse akser ikke bevæger sig i koordination, kan robotten opleve banefejl, unødvendige vibrationer eller længere cyklustider.
EtherCAT leverer en kommunikationsarkitektur, der er egnet til højhastigheds, synkroniseret flerakset bevægelseskontrol.
Plukkende robotter ændrer ofte bevægelseskommandoer.
EtherCAT gør det muligt at udveksle bevægelseskontroldata hurtigt mellem controlleren og servoakserne.
Dette understøtter responsiv kontrol under højhastigheds-robotbevægelser.
Robotbevægelse er sjældent begrænset til en enkelt motor.
Flere akser skal muligvis accelerere og decelerere på præcist koordinerede tidspunkter.
EtherCAT-baserede servosystemer kan synkronisere flere servoakser, hvilket hjælper robotten med at følge sin planlagte bane mere præcist.
I højhastighedsrobotapplikationer kan kommunikationsforsinkelse påvirke bevægelseskoordinationen.
Et kommunikationsnetværk i realtid hjælper med at reducere usikkerheden mellem kommandotransmission og motorrespons.
Dette er især nyttigt, når flere servomotorer kører samtidigt.
EtherCAT kan forbinde flere servodrev gennem et industrielt Ethernet-netværk.
Når den er integreret i servomotoren, er kommunikationsgrænsefladen placeret i selve motorenheden.
Dette kan reducere mængden af ekstern hardware, der kræves i styreskabet.
Den største fordel er ikke blot, at motoren er mindre.
Den virkelige fordel kommer ved at kombinere bevægelseskontrol, feedback, kommunikation og motorteknologi i et koordineret system.
Konventionelle servosystemer kan kræve separate forbindelser mellem:
Motor og drev
Encoder og drev
Controller og drev
Bremse og styresystem
Yderligere I/O-enheder
En integreret servomotor kan reducere nogle af disse eksterne forbindelser.
For kompakte plukkerobotter kan dette være særligt værdifuldt, fordi begrænset intern plads gør kabelføring vanskelig.
Færre eksterne komponenter kan også gøre maskinsamling og vedligeholdelse mere ligetil.
Lagerrobotter har ofte brug for at arbejde i trange rum.
Et stort elektrisk kabinet eller flere eksterne drev kan øge systemets samlede fodaftryk.
Integrering af drivelektronikken i motoren gør det muligt for producenterne at flytte en del af bevægelseskontrolsystemet direkte ind på den mekaniske akse.
Dette kan bidrage til en mere kompakt robotarkitektur.
Encoderen giver positionsfeedback til servostyringssystemet.
I stedet for blot at beordre motoren til at rotere en vis mængde og antage, at bevægelsen skete korrekt, kan servosystemet bruge feedback til at rette bevægelsesfejl.
For plukkerobotter understøtter dette nøjagtig positionering af robotarmen og griberen.
Cyklustid er en af de vigtigste præstationsindikatorer for lagerautomatisering.
Hvis robotten kan accelerere hurtigere, nå målet præcist, decelerere jævnt og straks begynde den næste operation, kan den nødvendige tid for hver plukkecyklus falde.
En EtherCAT servoarkitektur med høj respons understøtter denne type bevægelsesprofil.
En robotarm kan have brug for flere akser for at bevæge sig samtidigt.
For eksempel kan skulderaksen accelerere, mens håndleddet roterer, og basen ændrer retning.
EtherCAT-baseret synkroniseret kontrol kan hjælpe disse akser med at fungere som ét koordineret bevægelsessystem i stedet for som uafhængige motorer.
For udstyrsproducenter er integrationstid en vigtig overvejelse.
En integreret servomotor kan reducere antallet af separate komponenter, der skal vælges, installeres, tilsluttes og testes.
Dette kan forenkle:
Elektrisk design
Panel design
Kabelføring
Idriftsættelse
Opretholdelse
Reservedelsstyring
Valg af en EtherCAT integreret servomotor bør begynde med robottens faktiske bevægelseskrav i stedet for blot at vælge den højest vurderede motor.
Det nominelle drejningsmoment bestemmer motorens kontinuerlige driftsevne.
Det maksimale drejningsmoment bliver vigtigt under acceleration, hurtig bevægelse, løft og pludselige ændringer i belastningen.
Ved plukkerobotter bør begge værdier tages i betragtning.
Den nødvendige motorhastighed afhænger af den mekaniske transmission, armgeometri, gearkasseforhold og påkrævet robotcyklustid.
En højhastighedsmotor producerer ikke automatisk en hurtigere robot. Det komplette mekaniske system skal være tilpasset motoren.
Encoderens ydeevne påvirker feedbackkvaliteten og positioneringskontrol.
Feedback med højere opløsning kan være værdifuldt til applikationer, der kræver præcis positionering og jævn drift ved lav hastighed.
Nogle plukkerobotakser kræver høj hastighed, mens andre kræver højt drejningsmoment.
En planetgearkasse, harmonisk gearkasse eller anden reduktionsmekanisme kan være passende afhængigt af aksedesignet.
Gearkasseforholdet skal vælges baseret på:
Påkrævet udgangshastighed
Påkrævet udgangsmoment
Træghed
Acceleration
Krav til tilbageslag
Mekaniske dimensioner
En bremse kan være vigtig for lodrette akser.
Hvis strømmen fjernes, skal en lodret mekanisme muligvis bevare sin position i stedet for at falde på grund af tyngdekraften.
Til denne type anvendelse kan en integreret servomotor med valgfri bremse forenkle aksedesignet.
For plukkerobotproducenter handler valget af en servomotor ikke kun om drejningsmoment og hastighed. Motoren skal fungere som en del af hele robotsystemet, inklusive controller, encoder, gearkasse, robotarm, griber, visionsystem og kommunikationsnetværk.
Dette er grunden til, at mange udstyrsproducenter overvejer integrerede servomotorer til plukkerobotapplikationer. Ved at kombinere motoren, encoderen og drivelektronikken i én kompakt enhed, kan en integreret servomotor forenkle robottens bevægelsesarkitektur, mens den understøtter den præcise og gentagelige bevægelse, der kræves til automatiseret plukning.
Plukkerobotter har ofte strenge mekaniske pladskrav. Et konventionelt servosystem kan kræve en separat motor, servodrev, encoderledninger og yderligere elektriske komponenter.
En integreret servomotor samler vigtige bevægelseskontrolkomponenter i ét hus.
Dette kan hjælpe OEM'er:
Reducer installationspladsen
Forenkle mekaniske layouts
Reducer eksterne drevkomponenter
Forbedre kabelføring
Byg mere kompakte robotakser
For robotarme og kompakte pick-and-place-mekanismer kan pladsbesparelse omkring hvert led gøre den samlede maskine lettere at designe.
Et konventionelt servosystem kan kræve flere kabler mellem motoren, encoderen, drevet, controlleren og andre komponenter.
Med en integreret servomotor er drev- og feedbackelektronikken indbygget i motorsamlingen.
Dette kan reducere ledningskompleksiteten og gøre installationen mere ligetil.
For en plukkerobot med flere akser kan færre eksterne komponenter også gøre maskinen renere og nemmere at samle.
Plukkerobotter skal placere deres gribere nøjagtigt.
Hvis griberen nærmer sig et produkt med for stor positioneringsfejl, kan robotten muligvis ikke gribe fat i emnet eller kræve en yderligere korrektionsbevægelse.
En integreret servomotor bruger encoder-feedback til at overvåge motorposition og understøtte styring med lukket sløjfe.
Dette er især nyttigt for:
Robotarm positionering
Griber positionering
Produktjustering
Sporing af transportbånd
Pick-and-place mekanismer
Præcisionsoverførselssystemer
Resultatet er et bevægelsessystem designet omkring feedback i stedet for åben-loop motorbevægelse alene.
En plukkerobot kan gentage den samme bevægelse tusindvis af gange under et produktionsskift.
Hver cyklus kan omfatte:
Acceleration → Højhastighedsbevægelse → Deceleration → Positionering → Plukning → Tilbagetrækning
Servomotoren skal derfor reagere hurtigt på skiftende hastigheds- og positionskommandoer.
Integrerede DC- og BLDC-servokonfigurationer kan bruges, når robotten kræver dynamisk bevægelse og hurtig acceleration/deceleration.
For akser med højere belastning kan en gearet integreret servo give den momentmultiplikation, der er nødvendig for at flytte mekanismen uden at kræve en unødvendig stor motor.
En plukkerobot er sjældent afhængig af kun én motor.
En robotarm kan have flere servoakser, der styrer:
Base rotation
Armbevægelse
Albuebevægelse
Håndledsrotation
Lodret bevægelse
Griber positionering
Disse akser skal arbejde sammen for at følge robottens planlagte bane.
Med kommunikationsmuligheder som CANopen og EtherCAT kan integrerede servomotorer blive en del af en netværksforbundet multi-akse motion-control arkitektur.
EtherCAT er især relevant, når robotten kræver synkroniseret bevægelse i realtid mellem flere servoakser.
En anden grund til, at kunderne vælger integrerede servomotorer, er, at én produktfamilie kan dække forskellige mekaniske krav.
For eksempel:
Krav til plukkerobot |
Egnet integreret servotype |
|---|---|
Præcis positionering |
Integreret stepservo |
Højt udgangsmoment |
Planetgearet servo |
Højt reduktionsforhold |
Snekkegear servo |
Lineær bevægelse |
Integreret lineær servo |
Hurtig dynamisk bevægelse |
DC/BLDC Servo |
Lodret løft |
Bremse integreret servo |
Udsættelse for støv eller vand |
IP65 integreret servo |
Mobil plukkeplatform |
AGV/AMR Servo med STO |
Dette giver OEM-producenter mere fleksibilitet, når de designer forskellige robotakser.
Nogle plukkerobotter skal flytte relativt tunge laster, mens robotarmen holdes kompakt.
En planetgearet integreret servomotor kan øge udgangsmomentet og samtidig reducere udgangshastigheden.
Dette gør det nyttigt til:
Kraftige plukkearme
Lodrette løfteakser
Store gribere
Højbelastningspositionering
Materialehåndteringsmekanismer
Den integrerede motor og gearkasse reducerer også behovet for at installere flere uafhængige komponenter omkring robotleddet.
Lodrette robotakser introducerer en anden overvejelse: tyngdekraften.
Når strømmen afbrydes, skal en lodret last muligvis forblive på plads.
En bremseintegreret servomotor kan give en mekanisk holdefunktion, når den er valgt korrekt og indbygget i maskinens sikkerhedsdesign.
Dette kan være nyttigt til:
Z-akse mekanismer
Lodrette robotarme
Produktløftesystemer
Automatiseret lagerudstyr
Pick-and-place elevatorer
Til disse applikationer bør ingeniører evaluere bremsemoment, belastningsinerti, stopadfærd og det komplette maskinsikkerhedssystem.
Plukkende robotproducenter bruger ikke alle den samme controller-arkitektur.
Afhængigt af maskinen skal servosystemet muligvis kommunikere gennem:
Puls
RS485 / Modbus-RTU
KAN åbne
EtherCAT
Ved at give forskellige kontrolmuligheder kan den integrerede servomotor matches med forskellige PLC'er, bevægelsescontrollere, robotcontrollere og automatiseringsarkitekturer.
For en simpel positioneringsmekanisme kan pulsstyring være tilstrækkelig.
For en netværksforbundet flerakset plukkerobot kan CANopen eller EtherCAT være mere passende.
Motoren skal fysisk passe til robotten.
Dette lyder indlysende, men det kan blive et stort teknisk problem, når en standardmotor har den forkerte aksellængde, monteringsarrangement, forbindelsesposition eller gearkassekonfiguration.
Til OEM-plukkerobotproducenter kan tilpasning omfatte:
Skaft diameter
Skaftlængde
Keyway
Fladt skaft
Hult skaft
Gearkasse
Gearforhold
Bremse
Encoder
Stik
Kabel
Monteringskonfiguration
IP beskyttelse
Dette gør det muligt at tilpasse motoren til robotten i stedet for at tvinge robotstrukturen til at rumme en standardmotor.
Traditionelle servoarkitekturer kan kræve flere eksterne servodrev inde i et styreskab.
Når drevet er integreret i motoren, bevæger en del af motion-control-elektronikken sig direkte til robotaksen.
For kompakte plukkerobotter kan dette potentielt reducere kabinetstørrelsen og frigøre værdifuld plads til andre komponenter såsom:
PLC
Industriel pc
Vision controller
Sikkerhedscontroller
Strømforsyning
Kommunikationsudstyr
Dette er især nyttigt, når selve robotten har et begrænset elektrisk kabinet.
En integreret servomotor kan også forenkle maskinarkitekturen.
I stedet for at fejlfinde flere separate komponenter, kan ingeniører arbejde med en mere konsolideret bevægelseskontrolenhed.
For OEM-producenter kan dette forenkle:
Design → Montering → Ledningsføring → Idriftsættelse → Test → Vedligeholdelse
Det kan også reducere antallet af separate komponenter, der skal specificeres og styres i produktionen.
Integrerede servomotorer er ikke begrænset til én type plukkerobot.
De kan komme i betragtning til:
Robotiske armplukkesystemer
Kartesiske plukkerobotter
Delta pick-and-place robotter
skraldespande-plukker robotter
Vare-til-person robotter
Lagerplukkesystemer
Pakke- og plukkemaskiner
Sortering af robotter
Mobile plukkerobotter
AMR-baserede plukkesystemer
Motorkonfigurationen skal vælges i henhold til den specifikke akse, nyttelast, hastighed, driftscyklus og miljøforhold.
Fra et OEM-indkøbsperspektiv skal kunderne typisk vurdere mere end motorens nominelle effekt.
De vigtigste tekniske spørgsmål omfatter:
Hvor meget drejningsmoment kræver aksen?
Hvilken maksimal hastighed kræves?
Hvor hurtigt skal robotten accelerere og decelerere?
Hvilken positioneringsnøjagtighed kræves?
Hvad er den faktiske belastningsinerti?
Har aksen brug for en gearkasse?
Kræver den lodrette akse en bremse?
Hvilken encoder-konfiguration er påkrævet?
Understøtter controlleren EtherCAT, CANopen, RS485 eller Pulse?
Hvilket IP-beskyttelsesniveau er påkrævet?
Kan aksel, stik, gearkasse og monteringsdimensioner tilpasses?
Disse spørgsmål hjælper producenten med at vælge en servomotor baseret på den faktiske robotbevægelsesprofil i stedet for blot at vælge en motor baseret på nominel watt.
Plukkrobotproducenter udvikler ofte deres egne mekaniske strukturer, kontrolalgoritmer, gribere og systemarkitekturer.
Som følge heraf passer en standard katalogmotor muligvis ikke altid perfekt.
En erfaren integreret servomotorleverandør kan arbejde sammen med OEM under udviklingsprocessen for at evaluere:
Applikationskrav → Motorvalg → Momentberegning → Mekanisk design → Prototype → Test → Optimering → Masseproduktion
Denne tilgang er især nyttig, når kunden har brug for en tilpasset aksel, gearkasse, encoder, kommunikationsinterface, bremse, stik, kabel eller hus.
Til højvolumen plukkerobotproduktion kan tilpasning også hjælpe med at skabe en mere konsistent motorkonfiguration på tværs af hele robotplatformen.
Den grundlæggende årsag til, at kunder overvejer integrerede servomotorer, er evnen til at kombinere flere motion-control funktioner i én enhed.
I stedet for at designe omkring:
Motor + Ekstern Encoder + Servo Drive + Ekstra ledninger + Separat gearkasse
en OEM kan potentielt bygge aksen omkring:
Integreret servomotor + gearkasse + industriel kommunikation
Denne arkitektur kan reducere systemets kompleksitet og samtidig give den lukkede kredsløbsfeedback, dynamiske respons og koordinerede kontrol, der kræves af moderne plukkerobotter.
Til højhastighedslagerplukning, robotarme, automatiseret sortering, emballering og mobile plukkesystemer giver integrerede servomotorer et fleksibelt grundlag for udvikling af kompakte og skalerbare bevægelseskontrolsystemer.
Kunder vælger integrerede servomotorer til plukkerobotter, fordi de kan imødekomme flere praktiske tekniske krav på samme tid:
Kompakt installation
Reduceret ledningsføring
Positionering med lukket sløjfe
Hurtig dynamisk respons
Multi-akse kommunikation
Fleksible gearkasse muligheder
Bremse konfigurationer
Miljøbeskyttelse
OEM tilpasning
Forenklet systemintegration
For at vælge robotproducenter er den vigtigste overvejelse ikke blot at vælge den mest kraftfulde motor. Den vælger den rigtige integrerede servokonfiguration for hver robotakse baseret på belastning, drejningsmoment, hastighed, inerti, positioneringsnøjagtighed, kommunikationsprotokol, miljøforhold og mekanisk struktur.
Denne applikationsfokuserede tilgang gør det muligt for den integrerede servomotor at blive en del af robottens overordnede bevægelsesarkitektur snarere end blot en anden individuel komponent.
Et traditionelt servosystem adskiller generelt motor og drev.
En integreret servomotor kombinerer dem.
Feature |
Traditionelt servosystem |
EtherCAT integreret servomotor |
|---|---|---|
Motor |
Adskille |
Integreret |
Servodrev |
Ekstern |
Integreret |
Encoder |
Separat forbindelse |
Integreret feedback-arkitektur |
EtherCAT |
Eksternt drev-interface |
Integreret kommunikation |
Ledningsføring |
Mere omfattende |
Potentielt reduceret |
Installation |
Flere komponenter |
Mere kompakt |
Styreskab |
Mere hardware |
Potentielt mindre |
Flerakset synkronisering |
Understøttet |
Understøttet gennem EtherCAT-arkitektur |
Opretholdelse |
Flere komponenter |
Færre separate komponenter |
OEM tilpasning |
Tilgængelig |
Meget konfigurerbar afhængig af leverandør |
Den passende arkitektur afhænger af robotdesignet. Store systemer med centraliserede kabinetter kan stadig drage fordel af traditionelle servodrev, mens kompakt robotudstyr kan drage betydelig fordel af integreret servoarkitektur.
Plukkerobotter arbejder ofte kontinuerligt under lagerskift.
Det betyder, at termisk ydeevne ikke bør overses.
En motor kan fungere godt under en kort laboratorietest, men opleve temperaturstigning under kontinuerlig gentagen drift.
Når man vælger en integreret servomotor, bør producenterne vurdere:
Kontinuerligt drejningsmoment
Maksimal drejningsmoment varighed
Arbejdscyklus
Omgivelsestemperatur
Motorhustemperatur
Intern elektronik temperatur
Køleforhold
Overbelastningsbeskyttelse
En korrekt tilpasset motor bør give tilstrækkeligt drejningsmoment uden at arbejde kontinuerligt nær dens termiske grænser.
En plukkerobot har ikke råd til hyppige kommunikationsafbrydelser.
Bevægelsescontrolleren, servomotorerne, sensorerne, visionsystemet og robotsoftwaren skal muligvis fungere sammen.
EtherCAT-kommunikation bør derfor evalueres som en del af den komplette kontrolarkitektur.
Vigtige overvejelser omfatter:
Netværkstopologi
Kabelkvalitet
Stikpålidelighed
EMC ydeevne
Jordforbindelse
Netværkskonfiguration
Controller kompatibilitet
Servodrev kompatibilitet
Diagnostiske funktioner
En pålidelig kommunikationsarkitektur hjælper med at reducere uventet nedetid i automatiseret lagerudstyr.
At vælge det rigtige EtherCAT integreret servomotor til en plukkerobot er ikke blot et spørgsmål om at vælge den korrekte motoreffekt. Motoren skal matche robottens belastning, drejningsmoment, hastighed, acceleration, positioneringsnøjagtighed, mekaniske struktur, kommunikationsarkitektur og driftsmiljø.
For plukkerobotter bliver disse krav endnu vigtigere, fordi robotten kan udføre hundredvis eller tusindvis af gentagne pick-and-place-cyklusser, mens den koordinerer flere akser. En korrekt valgt EtherCAT integreret servomotor kan forenkle maskinarkitekturen ved at kombinere motoren, drevet, koderen og kommunikationsgrænsefladen til en kompakt bevægelseskontrolenhed.
Det første skridt er at identificere, hvad motoren faktisk skal bevæge sig.
En plukkerobot kan indeholde flere bevægelsesakser, såsom:
X/Y/Z lineære akser
Robot armled
Håndledsrotation
Gribemekanismer
Transportbånd eller overførselsmekanismer
Lodrette løfteakser
Roterende positioneringsakser
Forskellige akser har forskellige krav til drejningsmoment, hastighed og transmission.
For eksempel kan en højhastigheds horisontal akse prioritere dynamisk respons og acceleration , mens en lodret løfteakse kan kræve højere udgangsmoment og en bremse . En kompakt griber kan have behov for præcis positionering frem for høj kontinuerlig kraft.
Derfor er det ikke altid den mest effektive tilgang at vælge en identisk motor for hver akse.
Moment er en af de vigtigste parametre, når man vælger en integreret servomotor til en plukkerobot.
Det krævede drejningsmoment bør overveje mere end selve nyttelasten. Beregningen kan omfatte:
Nyttelast vægt
Robotarmvægt
End-effektor vægt
Gearkasseforhold
Acceleration og deceleration
Friktion
Transmissionseffektivitet
Lodret løftekraft
Ekstern mekanisk modstand
Belastningsinerti
For roterende akser kan grundforholdet udtrykkes som:
Nødvendigt drejningsmoment = accelerationsmoment + belastningsmoment + friktionsmoment + sikkerhedsmargin
For en lodret akse skal tyngdekraften også tages i betragtning.
En motor, der kun ser ud til at være tilstrækkelig baseret på nominel nyttelast, kan opleve for højt spidsmoment under acceleration, deceleration eller nødstop. Af denne grund bør købere vurdere både nominelt drejningsmoment og maksimalt drejningsmoment.
Plukkerobotter har ofte brug for hurtig bevægelse mellem plukke- og placeringspositioner. Servomotoren har derfor brug for tilstrækkelig hastighed og dynamisk respons.
Når du sammenligner motorer, skal du kontrollere:
Nominel hastighed
Maksimal hastighed
Accelerationsevne
Decelerationsevne
Topdrejningsmoment
Positioneringssvar
Kontinuerlig ydelse
Høj hastighed er ikke automatisk bedre. Motoren skal opretholde stabil drift, mens den faktiske last flyttes.
For en robot, der udfører korte, gentagne bevægelser, kan accelerationsprofilen være lige så vigtig som maksimal RPM. En passende motor skal give tilstrækkeligt drejningsmoment under acceleration uden overdreven opvarmning.
Plukkerobotter arbejder ofte med maskinsyn, foruddefinerede koordinater, transportører og robotgribere. Motoren skal derfor give pålidelig positionsfeedback.
En integreret servomotor med encoder gør det muligt for kontrolsystemet at overvåge motorpositionen og justere bevægelsen i overensstemmelse hermed.
Når du vælger motor, skal du overveje:
Encoder opløsning
Positionsfeedback metode
Repeterbarhed af positionering
Påkrævet mekanisk nøjagtighed
Gearkasse tilbageslag
Belastningsinerti
Krav til kontrolsløjfe
Den faktiske positioneringsydelse afhænger af det komplette mekaniske og kontrolsystem, ikke encoderen alene.
Til applikationer, der kræver præcis arm- eller lineær-aksepositionering, bør koderen, gearkassen, transmissionen og den mekaniske struktur evalueres som ét system.
EtherCAT bliver især nyttig, når en plukkerobot har flere koordinerede akser.
En typisk robot skal muligvis synkronisere:
Robotcontroller → armakse → håndledsakse → griber → transportør → hjælpeudstyr
Med EtherCAT-kommunikation kan flere servoakser integreres i en centraliseret industriel Ethernet motion-control arkitektur.
Når du vælger en EtherCAT integreret servomotor, skal købere bekræfte:
EtherCAT-kompatibilitet
Krav til kommunikationsprotokol
Controller kompatibilitet
Krav til synkronisering med flere akser
Netværkstopologi
Krav til kommunikationscyklus
Konnektor og kabelkonfiguration
Det vigtige punkt er, at EtherCAT skal matche controlleren og den overordnede automatiseringsarkitektur snarere end at blive valgt som en isoleret motorfunktion.
Motoren i sig selv giver muligvis ikke det nødvendige udgangsmoment eller hastighed direkte. En gearkasse kan tilpasse motoregenskaber til robotmekanismen.
Fælles muligheder inkluderer:
En planetgearkasse er velegnet, når plukkerobotten kræver et højt udgangsmoment, kompakte dimensioner og et passende reduktionsforhold.
Typiske anvendelser omfatter:
Robot armled
Roterende positionering
Højbelastningsmekanismer
Kompakte løftesystemer
Anvendelser med høj momenttæthed
En snekkegearkasse kan være nyttig, når mekanismen kræver et højt reduktionsforhold eller retvinklet transmission.
Det kan overvejes til:
Kompakte overførselsmekanismer
Roterende positionering
Transportørsystemer
Løftemekanismer
Gearkasseeffektivitet, slør, termisk ydeevne og de faktiske belastningsforhold bør dog evalueres under udvælgelsen.
En vertikal plukkerobotakse kan opføre sig anderledes end en vandret akse, fordi tyngdekraften hele tiden virker på lasten.
Hvis aksen skal forblive på plads, når strømmen fjernes, kan en bremseintegreret servomotor overvejes.
Bremsevalget skal tage højde for:
Lodret belastning
Holdemoment
Motorhastighed
Bremserespons
Arbejdscyklus
Sikkerhedskrav
En motorbremse bør ikke behandles som den eneste sikkerhedsforanstaltning. Det komplette sikkerhedsdesign med lodret akse bør omfatte den mekaniske transmission, controller, nødstopstrategi og gældende maskinsikkerhedskrav.
Plukkrobotproducenter kan bruge forskellige integrerede servoarkitekturer afhængigt af aksen.
Krav til plukkerobot |
Potentiel integreret servotype |
|---|---|
Præcis gentagne positionering |
Integreret step-servomotor |
Højere udgangsmoment |
Planetgear integreret servo |
Højt reduktionsforhold |
Snekkegear integreret servo |
X/Y/Z lineær bevægelse |
Integreret lineær stepservo |
Hurtig dynamisk bevægelse |
Integreret DC/BLDC Servo |
Høj momenttæthed |
Planetgear BLDC Servo |
Retvinklet transmission |
Snekkegear BLDC Servo |
Lodret akse holder |
Bremse integreret servo |
Støv/vand eksponering |
IP65 integreret servo |
Mobil plukkeplatform |
AGV/AMR Servo med STO |
Det korrekte valg afhænger af den specifikke akse og driftsbetingelser.
En væsentlig grund til, at producenter overvejer integrerede servomotorer, er at reducere den plads, der optages af separate motor- og drivkomponenter.
Den integrerede enhed skal dog stadig passe til robottens mekaniske struktur.
Inden du bestiller, tjek:
Motorramme størrelse
Samlet motorlængde
Skaft diameter
Skaftlængde
Monteringsdimensioner
Connector position
Kabeludgangsretning
Gearkasse dimensioner
Bremse dimensioner
Tilgængelig køleplads
For kompakte plukkerobotter kan selv en lille ændring i motorlængde eller forbindelsesposition påvirke det mekaniske design.
Arbejdsmiljøet kan have stor indflydelse på valg af servomotor.
For lagerplukkerobotter kan motoren fungere under relativt rene indendørsforhold. Andre systemer kan blive udsat for støv, fugt, rengøringsprocesser eller temperaturvariationer.
Afhængigt af applikationen bør købere vurdere:
IP beskyttelse
Driftstemperatur
Støveksponering
Fugtighed
Rengøringskrav
Kontinuerlig drift
Varmeafledning
Til krævende miljøer kan en IP65 integreret servomotor give et højere beskyttelsesniveau end et standard åbent design, forudsat at den komplette installation opretholder det nødvendige beskyttelsesniveau.
En plukkerobot kan arbejde kontinuerligt i lange perioder. Hyppig acceleration, deceleration og gentagne højbelastningsbevægelser kan øge motortemperaturen.
Termisk evaluering bør omfatte:
Kontinuerligt drejningsmoment
Topdrejningsmoment
Arbejdscyklus
Omgivelsestemperatur
Motorinstallationsbetingelser
Gearkasseeffektivitet
Varmeafledning
Overbelastningsvarighed
Motoren skal vælges baseret på den faktiske bevægelsesprofil i stedet for blot dens nominelle effekt.
Til højcyklusapplikationer er det nyttigt at teste motoren under den forventede virkelige belastning, hastighed, acceleration og driftscyklus, før designet færdiggøres.
En EtherCAT integreret servomotor vælges ofte, fordi robotten kræver koordineret netværksstyring. Den bredere produktplatform kan dog også have brug for forskellige kommunikationsmuligheder afhængigt af maskinarkitekturen.
For eksempel inkluderer JKONGMOTORs integrerede servoplatform kontrol- og kommunikationskonfigurationer som:
Puls
RS485 / Modbus-RTU
KAN åbne
EtherCAT
Dette giver maskinbyggere fleksibilitet, når de designer forskellige robotplatforme eller integrerer hjælpeakser.
For en EtherCAT plukkerobot er nøglespørgsmålet, om den valgte motors kommunikationsgrænseflade, styrefunktioner og elektriske forbindelser matcher robotcontrolleren.
Standardspecifikationer er kun en del af udvælgelsesprocessen for en plukkerobotproducent. Mekanisk tilpasning kan være lige så vigtig.
Afhængigt af projektet kan OEM-tilpasning omfatte:
Skaft diameter og længde
Keyway
Fladt skaft
Hult skaft
Krydsboret aksel
Gearkasse
Bremse
Encoder
Stik
Kabellængde
Monteringskonfiguration
IP beskyttelse
Dette kan især være nyttigt, når motoren skal passe ind i en eksisterende robotarm, griber, løftemekanisme eller kompakt chassis.
For maskinbyggere, der udvikler en ny plukkerobot, er det ofte mere effektivt at diskutere motoren, drevet, gearkassen, encoderen, kommunikationsgrænsefladen og den mekaniske grænseflade sammen i stedet for at vælge hver komponent uafhængigt.
Et pålideligt valg bør være baseret på den komplette bevægelsescyklus.
For eksempel:
Vælg → Løft → Accelerer → Flyt → Deceleration → Placer → Retur
Bestem for hvert trin:
Indlæs
Påkrævet moment
Påkrævet hastighed
Acceleration
Positioneringskrav
Arbejdscyklus
Gearforhold
Encoder krav
Kommunikationskrav
Miljøforhold
Denne tilgang forhindrer en almindelig valgfejl: at vælge en motor udelukkende baseret på nominel effekt eller nyttelast.
Før du bekræfter en ordre, kan en plukkerobotproducent bruge følgende tjekliste:
Udvalgt vare |
Hvad skal bekræftes |
|---|---|
Anvendelse |
Arm, håndled, griber, løft, lineær akse, transportør |
Nyttelast |
Maksimal arbejdsbelastning |
Moment |
Nominel og maksimalt drejningsmoment |
Hastighed |
Nødvendig drift og maksimal hastighed |
Acceleration |
Påkrævet acceleration/deceleration |
Positionering |
Krav til nøjagtighed og repeterbarhed |
Encoder |
Krav til opløsning og feedback |
Gearkasse |
Forhold, drejningsmoment, effektivitet, tilbageslag |
Bremse |
Om lodret lastholding er påkrævet |
Meddelelse |
EtherCAT og controller kompatibilitet |
Beskyttelse |
IP- og miljøkrav |
Termisk |
Kontinuerlig drift og overbelastningsforhold |
Mekanisk |
Aksel, montering, stik og kabel |
Tilpasning |
OEM mekaniske/elektriske krav |
For producenter af plukkerobotter er motoren kun en del af bevægelseskontrolsystemet. Det praktiske formål er at skabe en matchet motor + drev + encoder + transmission + kommunikationsløsning.
JKONGMOTOR leverer integrerede servomotorkonfigurationer, der dækker forskellige robotbevægelseskrav, herunder integrerede stepperservomotorer, gearede servomotorer, BLDC servomotorer, lineære bevægelsesløsninger, bremseintegrerede motorer og andre tilpassede konfigurationer.
Dens OEM/ODM-tilgang gør det også muligt at tilpasse motorkonfigurationen til maskinens mekaniske og elektriske krav.
Til et nyt plukkerobotprojekt kan købere oplyse nyttelast, aksetype, hastighed, acceleration, gearkasseforhold, rejsedistance, driftscyklus, monteringsdimensioner og controller/kommunikationskrav . Disse parametre giver et praktisk udgangspunkt for at vælge den passende EtherCAT integrerede servomotor.
Den rigtige EtherCAT-integrerede servomotor til en plukkerobot skal vælges i henhold til det komplette bevægelsessystem – ikke kun motorens watt.
De vigtigste faktorer er drejningsmoment, hastighed, acceleration, encoderfeedback, EtherCAT-kompatibilitet, gearkassekrav, bremsekrav, termisk ydeevne, installationsplads, miljøbeskyttelse og OEM-tilpasning.
Når disse faktorer evalueres sammen, kan den integrerede servomotor tilpasses bedre til hver robotakse, samtidig med at den hjælper med at forenkle ledninger, reducere kabinetkravene og understøtte koordineret flerakset bevægelse.
Lagerrobotik er ikke længere begrænset til simpel transportørautomatisering. Moderne varehuse bruger plukkerobotter, AMR'er, AS/RS-systemer, palle-shuttle, sorteringsudstyr, robotarme og automatiserede løftemekanismer til at flytte, identificere, plukke, opbevare og hente produkter.
Disse maskiner kræver koordineret bevægelse på tværs af flere akser. En EtherCAT integreret servomotor kan kombinere motoren, drevet, encoderen og realtidskommunikationsgrænsefladen til en kompakt bevægelseskontrolenhed, hvilket gør den velegnet til lagerudstyr, hvor plads, synkronisering, ledningsføring og positioneringsydelse er vigtig.
For udstyrsproducenter er nøglespørgsmålet ikke blot, om en EtherCAT servomotor kan bruges i lagerrobotik, men hvor den giver den mest praktiske værdi inden for maskinarkitekturen.
Plukkerobotter er en af de mest direkte anvendelser for EtherCAT integrerede servomotorer.
En typisk plukkerobot skal muligvis koordinere:
Robot armled
Håndledsrotation
Gribebevægelse
Lodret løft
Transportør positionering
Produktoverførsel
I løbet af en plukkecyklus kan robotten være nødt til at bevæge sig hurtigt til en målposition, sænke farten for nøjagtig positionering, betjene griberen og derefter vende tilbage til sin startposition.
En EtherCAT integreret servomotor kan understøtte denne type multi-akse koordineret bevægelse og samtidig reducere antallet af separate drevkomponenter installeret i styreskabet.
For kompakte robotarme kan planetgear integrerede servomotorer også overvejes, når der kræves et højere udgangsmoment inden for begrænset installationsplads.
Autonome mobile robotter (AMR'er) bruges i stigende grad til:
Godstransport
Ordreopfyldelse
Hylde-til-person levering
Transport af skraldespande
Materialehåndtering
Opfyldning af lager
Drivsystemet har brug for kontrolleret hjulhastighed, retning, acceleration og deceleration.
Integrerede servomotorer kan kombinere motoren og elektronikken til et kompakt modul, hvilket reducerer ledningsføringen mellem motoren og det eksterne drev.
For mobile lagerrobotter kan valget involvere DC-servo, BLDC-servo, gearet servo eller specialiserede AGV/AMR-servokonfigurationer afhængigt af hjuldrejningsmoment, køretøjets vægt, hastighed, batterispænding og kontrolarkitektur.
Hvor funktionel sikkerhed er påkrævet, kan servokonfigurationer med STO-relateret funktionalitet evalueres som en del af det overordnede maskinsikkerhedsdesign.
Automated Storage and Retrieval Systems (AS/RS) bruger stablerkraner til at opbevare og hente varer fra lagersteder med høj tæthed.
En typisk stablekran kan have flere vigtige bevægelsesakser:
Vandret kørsel → Lodret løft → Gaffelbevægelse
Hver akse har forskellige krav.
Køreaksen har brug for kontrolleret acceleration, deceleration og positionering for at flytte stackerkranen nøjagtigt langs lagergange.
Løfteaksen skal håndtere betydelige mekaniske belastninger og kan kræve højere drejningsmoment, passende gearing og bremsefunktionalitet.
Gaffelmekanismen kræver gentagelig positionering for at indsætte og hente paller eller opbevaringsbeholdere.
EtherCAT kan være særlig nyttig, når disse akser skal fungere som en del af et koordineret bevægelseskontrolsystem.
Fire-vejs palle-shuttle kræver kompakte og kontrollerbare drivsystemer, fordi køretøjet skal bevæge sig inden for smalle lagerkanaler.
Afhængigt af maskinens design kan integrerede servomotorer bruges til:
Fremad og tilbage bevægelse
Sidelæns bevægelse
Løftemekanismer
Palle positionering
Mekaniske hjælpefunktioner
En kompakt integreret servoarkitektur kan hjælpe med at reducere eksterne ledninger og forenkle installationen inde i skytten.
Til applikationer, der kræver høje reduktionsforhold eller kompakt transmission, kan gearede integrerede servokonfigurationer evalueres i henhold til det nødvendige hjulmoment og mekaniske struktur.
Lagerautomatisering afhænger i høj grad af transportører og overførselsmekanismer.
Disse systemer kan transportere:
Kartoner
Totes
Beholdere
Pakker
Paller
Individuelle produkter
Servostyrede transportører kan kræve præcis hastighedsregulering og synkronisering med opstrøms og nedstrøms udstyr.
En EtherCAT integreret servomotor kan bruges, hvor transportøren har behov for koordineret kontrol med andre akser eller maskiner.
For eksempel:
Vision system → Plukkerobot → Transportør → Sorter → Pakkestation
Når disse maskiner udveksler positions- og timinginformation gennem en fælles automatiseringsarkitektur, bliver koordineret bevægelse lettere at implementere.
Højhastighedssorteringssystemer skal flytte produkter i henhold til destination, størrelse, rækkefølge eller andre identifikationskriterier.
Ansøgninger kan omfatte:
Krydsbåndssortering
Glidende sko sorterere
Pakkesorteringssystemer
Afledere
Roterende sorteringsmekanismer
Overfør moduler
Sorteringsmekanismer udfører ofte gentagne bevægelser ved relativt høje cyklushastigheder. Motoren har derfor brug for passende hastighed, acceleration, positioneringsrespons og termisk ydeevne.
Afhængigt af mekanismen kan BLDC servo, planetgear BLDC servo eller integrerede stepper servomotorer overvejes.
Det endelige valg bør være baseret på den faktiske belastning, cyklustid, drejningsmoment og mekanisk transmission.
Lagerrobotarme kan udføre:
skraldespandsplukning
Kartonplukning
Palletering
Afpalletisering
Varesortering
Sagsbehandling
Forskellige samlinger har forskellige mekaniske krav.
En håndledsakse kan kræve kompakte dimensioner og hurtig respons, mens et større armled kan kræve højere udgangsmoment.
Det er her forskellige integrerede servokonfigurationer kan matches til forskellige akser.
Integrerede stepper servomotorer kan overvejes til gentagelige positioneringsapplikationer.
Planetgear integrerede servomotorer kan overvejes, når der kræves et højere udgangsmoment og kompakt transmission.
Bremseintegrerede servomotorer kan evalueres for lodrette akser, hvor kontrolleret holding er påkrævet.
Lodret bevægelse introducerer en yderligere overvejelse: tyngdekraften.
Lagersystemer kan bruge servodrevne mekanismer til:
Løft borde
Lodrette transportører
Robot Z-akser
Lagerlifte
Gaffelmekanismer
Lodrette overførselsenheder
Disse applikationer kan kræve højere drejningsmoment ved lav hastighed og kontrolleret fastholdelse, når systemet stopper.
En bremseintegreret servomotor kan overvejes, når det mekaniske design kræver holdefunktion på motorsiden.
Imidlertid bør bremsen vurderes sammen med gearkassen, mekanisk belastning, sikkerhedssystem, nødstopstrategi og gældende maskinsikkerhedskrav.
I vare-til-person-lagre transporteres produkter eller lagercontainere automatisk til en operatør eller en robotplukkestation.
Systemet kan omfatte:
Opbevaring → Mobil robot → Transportør → Plukkestation → Ordreopfyldelse
Hvert trin kræver kontrolleret bevægelse og nøjagtig positionering.
Integrerede servomotorer kan bruges i bevægelses- og positioneringsmekanismerne, hvor styring med lukket sløjfe og kompakt installation er vigtige.
EtherCAT bliver især nyttig, når flere servoakser skal udveksle bevægelsesinformation med en central controller.
Lageropfyldelse stopper ikke ved produkthentning. Mange systemer automatiserer også:
Sagsdannelse
Produktplacering
Kartonhåndtering
Bagning
Mærkning
Palletering
Afpalletisering
Disse maskiner kræver ofte flere synkroniserede servoakser.
For eksempel kan en palleteringsrobot koordinere armbevægelser, håndledsrotation, løft og sluteffektorpositionering.
En EtherCAT-baseret integreret servoarkitektur kan hjælpe med at forbinde disse bevægelsesakser til maskincontrolleren, mens motoren og drivelektronikken holdes tæt på den mekaniske akse.
Ikke alle lagerrobotter har brug for den samme servoarkitektur.
Warehouse Robotics Application |
Potentiel servokonfiguration |
Hovedudvælgelse |
|---|---|---|
Plukkende robotarm |
Integreret Servo / Geared Servo |
Positionering, drejningsmoment, dynamisk respons |
Robot håndled |
Integreret stepservo / BLDC servo |
Kompakt størrelse, hastighed, gentagelighed |
Griber |
Integreret stepservo |
Positionskontrol og kompakt installation |
AMR drev |
DC/BLDC Servo / Geared Servo |
Hjulmoment, hastighed, batterispænding |
AS/RS rejseakse |
Integreret servo |
Hastighed, acceleration, positionering |
AS/RS løfteakse |
Gear Servo + Bremse |
Belastningsmoment og fastholdelse |
Gaffel mekanisme |
Integreret Servo / Lineær Servo |
Gentagelig positionering |
Fire-vejs shuttle |
Gearet integreret servo |
Kompakt momentoverførsel |
Transportør |
BLDC Servo / Integreret Servo |
Hastighedsregulering og synkronisering |
Sorter |
BLDC Servo / Geared BLDC Servo |
Høj cyklushastighed og dynamisk respons |
Lodret overførsel |
Bremse integreret servo |
Lastholder og sikkerhedsdesign |
Udendørs/krævende miljø |
IP65 integreret servo |
Miljøbeskyttelse |
Tabellen bør behandles som et udgangspunkt snarere end en fast motorvalgsregel. Det faktiske valg afhænger af det mekaniske design og driftsprofil.
Den største fordel ved EtherCAT i disse systemer er ikke blot selve kommunikationsgrænsefladen. Dens værdi kommer fra at muliggøre koordineret industriel bevægelseskontrol på tværs af flere enheder og akser.
En lagerrobot skal muligvis koordinere:
Controller → Servoakse 1 → Servoakse 2 → Servoakse 3 → Griber → Transportør
Med en EtherCAT-baseret arkitektur kan maskinbyggeren designe bevægelsessystemet omkring centraliseret kontrol og synkroniserede servoakser.
Dette kan være særligt nyttigt for:
Fleraksede robotarme
Højhastighedsplukning
Koordineret løft og kørsel
Sorteringsmaskiner
Emballagesystemer
Palleteringssystemer
Automatiseret materialehåndtering
For maskinbyggere kan denne arkitektur også reducere behovet for separate drevskabe og omfattende motor-til-drev ledninger, når der anvendes integrerede servomotorer.
Før købere vælger en EtherCAT integreret servomotor, bør købere vurdere den komplette driftsprofil.
Nyttelast
Belastningsinerti
Gearforhold
Aksel konfiguration
Monteringsdimensioner
Tilgængelig installationsplads
Nominel hastighed
Maksimal hastighed
Nominelt drejningsmoment
Topdrejningsmoment
Acceleration
Deceleration
Positioneringsnøjagtighed
Arbejdscyklus
EtherCAT-kompatibilitet
Controller kompatibilitet
Encoder opløsning
Flerakset synkronisering
Netværksarkitektur
IP beskyttelse
Omgivelsestemperatur
Støv
Fugtighed
Kontinuerlig drift
Varmeafledning
Skaft diameter og længde
Nøglespor eller flad
Hult skaft
Gearkasse
Bremse
Encoder
Stik
Kabel
Monteringsstruktur
Traditionelle servosystemer adskiller ofte motor-, drev-, encoderfeedback og kommunikationskomponenter.
En integreret servomotor samler flere af disse funktioner i én kompakt enhed.
For lagerrobotik kan denne arkitektur give praktiske fordele:
Drivelektronikken er integreret med motoren, hvilket reducerer eksterne forbindelser.
Noget drevrelateret hardware kan flytte sig fra kabinettet tættere på den mekaniske akse.
Motor-, drev-, encoder- og kommunikationsfunktioner kan designes som ét motion-control modul.
Forskellige servo- og gearkonfigurationer kan vælges til forskellige robotmekanismer.
Mekaniske og elektriske grænseflader kan tilpasses til specifikt lagerudstyr.
EtherCAT integrerede servomotorer passer på tværs af flere områder inden for lagerrobotik , fra plukkerobotter og AMR'er til AS/RS stackerkraner, 4-vejs palle-shuttle, transportører, sorterere, robotarme, løftesystemer og automatiseret pakkeudstyr.
Nøglen er at matche motorkonfigurationen til den specifikke akse.
Til højpræcisionspositionering kan en integreret stepper-servo være passende. For højere udgangsmoment kan en planetgear servo overvejes. For lodret bevægelse kan en bremseintegreret konfiguration være påkrævet. Til højhastighedssortering og dynamisk bevægelse kan BLDC servokonfigurationer evalueres.
For producenter af lagerudstyr er de vigtigste udvælgelseskriterier drejningsmoment, hastighed, acceleration, encoderfeedback, gearkassekrav, kommunikationskompatibilitet, termisk ydeevne, installationsplads, miljøbeskyttelse og OEM-tilpasning.
JKONGMOTORs integrerede servomotorplatform giver forskellige konfigurationer til disse bevægelseskrav, hvilket giver maskinbyggere mulighed for at udvikle en mere kompakt og applikationsspecifik bevægelseskontrolarkitektur til moderne lagerrobotik.
Standard katalogmotorer er nyttige til mange applikationer, men producenter af robotudstyr har ofte krav, der ikke perfekt matcher et hyldeprodukt.
For eksempel kan en robotproducent kræve et bestemt monteringsmønster, aksellængde, encodertype, stik, kabelorientering eller gearkasseforhold.
En OEM/ODM integreret servomotorleverandør kan udvikle motoren omkring maskinen i stedet for at tvinge maskinen til at rumme en standardmotor.
En typisk tilpasningsproces kan omfatte:
Applikationsanalyse → Motorvalg → Mekanisk design → Servo- og encoderkonfiguration → Prototype → Test → Validering → Batchproduktion
Denne tilgang er især værdifuld for robotproducenter, der udvikler udstyr til storskala implementering.
Plukkerobotter kræver mere end høj motorkraft. De har brug for hurtig respons, nøjagtig positionering, synkroniseret multi-akse bevægelse, pålidelig feedback, kompakt mekanisk integration og pålidelig kommunikation.
En EtherCAT integreret servomotor imødekommer flere af disse krav ved at kombinere motoren, servodrevet, encoderen og realtidskommunikationsgrænsefladen til en kompakt bevægelseskontrolenhed.
Til plukkerobotproducenter kan denne arkitektur hjælpe med at reducere ledningskompleksiteten, forenkle installationen, forbedre fleraksekoordinationen og understøtte hurtigere gentagne bevægelser.
Den vigtigste overvejelse er stadig den komplette bevægelsesprofil. Motormoment, hastighed, encoderopløsning, inerti, gearkasseforhold, termisk ydeevne, kommunikationskompatibilitet og mekaniske dimensioner bør alle evalueres sammen.
For producenter af OEM-robotudstyr kan en integreret servomotorplatform med EtherCAT-kommunikation og tilpasselig motor-, encoder-, gearkasse-, bremse- og konnektorkonfigurationer give et praktisk grundlag for at udvikle kompakte og skalerbare plukkerobotsystemer.
En EtherCAT integreret servomotor kombinerer motoren, servodrevet, encoderen og EtherCAT kommunikationsgrænsefladen til en kompakt bevægelseskontrolenhed. Den er designet til applikationer, der kræver bevægelseskontrol med lukket sløjfe og koordineret drift mellem flere akser.
De kan bruges i plukkerobotter, AMR'er, AS/RS stackerkraner, 4-vejs palle-shuttle, transportører, sorteringssystemer, robotarme, løftemekanismer og automatiseret pakkeudstyr.
De giver positionering med lukket sløjfe, dynamisk bevægelseskontrol og netværkskommunikation i en kompakt pakke. Dette kan hjælpe med at forenkle multi-akse robotarkitekturer og reducere motor-til-drev ledninger.
Ja. Afhængigt af køretøjets vægt, hjuldrejningsmoment, hastighed, spænding og kontrolkrav kan integreret DC-servo, BLDC-servo, gearet servo eller specialiserede AGV/AMR-servokonfigurationer overvejes.
En gearet integreret servomotor kan være velegnet, når løfteaksen kræver højere udgangsmoment. En bremseintegreret konfiguration kan også overvejes, når det mekaniske design kræver kontrolleret fastholdelse af en lodret last.
Ja. EtherCAT kan bruges i fleraksede bevægelsesarkitekturer, hvor en controller koordinerer funktioner såsom robot-armbevægelse, håndledsrotation, løft, gribere, transportører eller andre servoakser.
Nøglefaktorer omfatter nominelt og maksimalt drejningsmoment, hastighed, acceleration, belastningsinerti, positioneringskrav, encoderopløsning, gearkasseforhold, bremsekrav, EtherCAT-kompatibilitet, driftscyklus, termiske forhold, IP-beskyttelse og mekaniske installationsdimensioner.
Ja. Planet- og snekkegearkonfigurationer kan overvejes til applikationer, der kræver højere udgangsmoment, hastighedsreduktion, kompakt transmission eller specifikke mekaniske arrangementer.
Afhængigt af producenten og projektets krav kan tilpasning omfatte akseldimensioner, kilespor, monteringskonfiguration, gearkasse, bremse, encoder, stik, kabler og IP-beskyttelse.
Start med aksetype, nyttelast, påkrævet hastighed, acceleration, drejningsmoment, driftscyklus, transmissionsforhold, positioneringskrav, kommunikationsarkitektur, installationsplads og driftsmiljø. Disse parametre kan derefter bruges til at bestemme den passende motor, encoder, gearkasse og kommunikationskonfiguration.
