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Aufrufe: 0 Autor: Jkongmotor Veröffentlichungszeit: 23.09.2026 Herkunft: Website
Kommissionierroboter werden zu einem wichtigen Bestandteil moderner Lager, Logistikzentren, E-Commerce-Abläufe und automatisierter Materialtransportsysteme. Da das Auftragsvolumen steigt, benötigen Lagerhäuser Roboter, die Produkte schnell und präzise kommissionieren, bewegen, positionieren und freigeben können, ohne dass die Zuverlässigkeit darunter leidet.
Im Zentrum dieser Performance steht das Bewegungssystem. Ein Kommissionierroboter verfügt möglicherweise über fortschrittliche Bildverarbeitung, künstliche Intelligenz, Robotersoftware und hochentwickelte Greifer, doch diese Technologien sind immer noch auf Motoren angewiesen, die Bewegungsbefehle präzise und wiederholt ausführen können.
Hier ist ein Der integrierte EtherCAT-Servomotor kann einen praktischen Vorteil bieten.
Durch die Kombination von Servomotor, Antriebselektronik, Encoder und Kommunikationsschnittstelle in einer kompakten Einheit kann ein integrierter Servomotor die Systemkomplexität reduzieren und gleichzeitig die präzise Bewegungssteuerung ermöglichen, die Kommissionierroboter benötigen. Beim Einsatz von EtherCAT als Kommunikationsnetzwerk können mehrere Roboterachsen mit hoher Geschwindigkeit und eng abgestimmtem Timing Bewegungsdaten mit der Steuerung austauschen.
Für Hersteller von Lagerausrüstung kann das Ergebnis eine kompaktere, reaktionsfähigere und skalierbarere Bewegungssteuerungsarchitektur sein.
Ein Kommissionierroboter ist ein automatisiertes Robotersystem, das darauf ausgelegt ist, Produkte oder Materialien zu identifizieren, zu greifen, zu bewegen und zu platzieren. Je nach Anwendung kann es unabhängig oder als Teil eines größeren automatisierten Lagersystems betrieben werden.
Typische Kommissionierroboter finden sich in:
E-Commerce-Fulfillment-Center
Automatisierte Lager
Vertriebszentren
Bin-Picking-Systeme
Ware-zur-Person-Systeme
Automatisierte Lager- und Bereitstellungssysteme
Paketsortierarbeiten
Pharmazeutische Lager
Lebensmittel- und Getränkelogistik
Herstellung von Materialtransportsystemen
Ein typischer Kommissionierzyklus kann mehrere koordinierte Bewegungen umfassen:
Nähern Sie sich dem Zielort
Positionieren Sie den Roboterarm oder -mechanismus
Bewegen Sie den Greifer in Richtung des Produkts
Passen Sie Position und Ausrichtung an
Fassen Sie das Produkt an
Heben oder bewegen Sie das Produkt
Transportieren Sie es an eine andere Position
Geben Sie das Produkt frei
Kehren Sie zur nächsten Kommissionierposition zurück
Jede Bewegung erfordert kontrollierte Beschleunigung, Verzögerung, Geschwindigkeit und Position.
Das bedeutet, dass der Motor nicht nur für die Bewegung des Roboters verantwortlich ist. Es beeinflusst direkt die Zykluszeit, die Positionierungsgenauigkeit, die Wiederholgenauigkeit, den Energieverbrauch, die Vibration und die Gesamtzuverlässigkeit der Ausrüstung.
Kommissionieranwendungen kombinieren häufig schnelle Bewegungen mit häufigen Starts und Stopps.
Ein Motor kann schnell beschleunigen, um eine Zielposition zu erreichen, vor Erreichen des Ziels abbremsen, eine bestimmte Position halten, die Richtung umkehren und sofort eine andere Bewegung beginnen.
Dieses Betriebsmuster unterscheidet sich stark von Anwendungen, bei denen ein Motor kontinuierlich mit relativ konstanter Drehzahl läuft.
Ein geeigneter Servomotor für einen Kommissionierroboter benötigt daher mehrere wichtige Fähigkeiten.
Der Roboter muss den Greifer an der richtigen Stelle platzieren. Selbst ein kleiner Positionierungsfehler kann das erfolgreiche Greifen beeinträchtigen, insbesondere wenn die Produkte dicht angeordnet sind.
Ein integrierter Servomotor mit Encoder-Feedback kann die Motorposition kontinuierlich überwachen und eine Regelung im geschlossenen Regelkreis ermöglichen.
Kommissionierroboter sind darauf ausgelegt, sich wiederholende Vorgänge schnell abzuschließen.
Der Motor muss schnell auf Befehle reagieren für:
Beschleunigung
Verzögerung
Richtungsänderungen
Positionsänderungen
Drehmomentänderungen
Geschwindigkeitsänderungen
Eine schnelle Servoreaktion trägt dazu bei, unnötige Bewegungsverzögerungen zu reduzieren.
Verschiedene Phasen des Kommissioniervorgangs können unterschiedliche Geschwindigkeiten erfordern.
Beispielsweise kann sich ein Roboter schnell bewegen, wenn er über eine leere Fläche fährt, aber langsamer werden, wenn er sich einem Produkt nähert.
Durch die Servosteuerung kann das Bewegungssystem die Geschwindigkeit dynamisch an den aktuellen Vorgang anpassen.
Industrielle Kommissionierroboter können im Laufe ihrer Lebensdauer Tausende oder sogar Millionen von Bewegungszyklen ausführen.
Der Motor muss daher auch bei wiederholtem Betrieb eine konstante Leistung aufrechterhalten und darf nicht nur für kurze Zeiträume eine hohe Spitzenleistung erbringen.
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Integrierter Gleichstrom-Servomotor mit Bremse |
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Welle |
Leitspindel |
Modul |
Lineare Bewegung |
Bremse |
Getriebe |
Schneckengetriebe |
Drähte |
Schutzstufe |
Schutzstufe |
Ein Kommissionierroboter basiert auf einem einfachen Ziel: das richtige Produkt an der richtigen Position und mit der richtigen Geschwindigkeit auszuwählen und den Vorgang zuverlässig zu wiederholen.
In einem modernen Lager- oder Fulfillment-System klingt das einfach. In der Praxis muss ein Kommissionierroboter möglicherweise mehrere Achsen koordinieren, auf Bildverarbeitungsdaten reagieren, wiederholt beschleunigen und abbremsen, einen Greifer oder ein End-of-Arm-Werkzeug steuern und über Tausende von Zyklen hinweg eine genaue Positionierung aufrechterhalten.
Daher ist die Auswahl des Servomotors ein wichtiger Teil des Gesamtdesigns des Roboters.
Für Hersteller von Kommissionierrobotern kann ein integrierter Servomotor besonders attraktiv sein, da Motor, Encoder und Antrieb in einer kompakten Motion-Control-Einheit vereint sind. Die aktuelle integrierte Servomotorplattform von JKONGMOTOR umfasst integrierte Schrittservomotoren, Getriebe-Schrittservomotoren, lineare Schrittservomotoren, integrierte DC/BLDC-Servomotoren, Getriebe-BLDC-Servomotoren, Bremsservomotoren, IP65-Servomotoren usw AGV-Servomotoren mit STO . Die Plattform unterstützt Leistungsausgänge von 26 W bis 1000 W und Steuerungsoptionen einschließlich Pulse, RS485, CANopen und EtherCAT.
Bei Kommissionierrobotern sind diese Motortypen jedoch nicht austauschbar. Jede Konfiguration erfüllt eine andere Bewegungsanforderung.
Ein Kommissionierroboter kombiniert typischerweise mehrere Bewegungsarten:
Positionierung → Greifen → Kommissionieren → Heben → Drehen → Platzieren → Zurückbringen
Das Bewegungssystem muss daher häufige Beschleunigungen und Verzögerungen bewältigen und gleichzeitig eine genaue Positionsrückmeldung aufrechterhalten.
Bei einem Kommissionierroboter muss ein integrierter Servomotor möglicherweise Folgendes bereitstellen:
Präzise Positionierung im geschlossenen Regelkreis
Schnelle Beschleunigung und Verzögerung
Stabiles Drehmoment bei verschiedenen Geschwindigkeiten
Encoder-Feedback
Hohe Wiederholgenauigkeit
Kompakte Installation
Reduzierte Verkabelung
Mehrachsige Kommunikation
Passende Getriebeoptionen
Bremsoptionen für Vertikalachsen
Umweltschutz wo erforderlich
Kompatibilität mit der Robotersteuerung
Reale Pick-and-Place-Systeme nutzen üblicherweise koordinierte Servobewegungen und EtherCAT-basierte Architekturen für anspruchsvolle Roboteranwendungen. Beispielsweise nutzen industrielle Kommissionierungslösungen EtherCAT für die koordinierte Bewegung zwischen der Steuerung und den Servoachsen, während Bildverarbeitungssysteme die für die Kommissionierung erforderlichen Informationen zum Produktstandort bereitstellen.
Aus diesem Grund sollte der Motor entsprechend der Roboterachse ausgewählt werden und nicht einfach ein Motortyp für die gesamte Maschine ausgewählt werden.
Die Produktstruktur von JKONGMOTOR lässt sich anhand von zwei Hauptkategorien verstehen:
Diese eignen sich für die Kommissionierung von Robotermechanismen, bei denen präzise Positionierung, stabiles Drehmoment, Wiederholgenauigkeit und kostengünstige Regelung im geschlossenen Regelkreis wichtig sind.
Diese eignen sich besser für Roboterachsen, die eine dynamische Reaktion, einen schnelleren Betrieb, eine kompakte Integration oder eine höhere Drehmomentdichte erfordern.
Die verfügbaren Konfigurationen erstrecken sich dann auf Planetengetriebe, Schneckengetriebe, Linearbewegung, Bremsen, wasserdichten Schutz und AGV/AMR-spezifische Servosysteme.
Ein integrierter Schritt-Servomotor kombiniert einen Schrittmotor, einen Encoder und einen Antrieb in einer einzigen Einheit mit geschlossenem Regelkreis.
Für einen Kommissionierroboter kann diese Konfiguration für Achsen in Betracht gezogen werden, bei denen die Priorität auf einer genauen, wiederholbaren Positionierung liegt, ohne dass die Komplexität einer herkömmlichen separaten Motor- und Antriebsanordnung erforderlich ist.
Typische Beispiele sind:
Pick-and-Place-Positionierungsachsen
Greiferpositionierungsmechanismen
Kleine Roboterarme
Positionierung des Förderers
Produktausrichtungsmechanismen
Verpackungs- und Sortiergeräte
Kompakte Lagerautomation
Der Encoder liefert eine Rückmeldung an den integrierten Antrieb, sodass das System die tatsächliche Motorbewegung überwachen kann, anstatt sich ausschließlich auf einen Schrittbefehl mit offenem Regelkreis zu verlassen. JKONGMOTOR beschreibt diese Konfiguration als eine Positionierung im geschlossenen Regelkreis, ein stabiles Drehmoment und ein verringertes Risiko von Schrittverlusten.
Die Kommissioniergenauigkeit hängt direkt davon ab, wie konsistent der Roboter seinen Endeffektor positionieren kann.
Ein Schrittservo mit geschlossenem Regelkreis kann daher eine praktische Option sein, wenn die Achse nicht die dynamische Leistung eines High-End-AC-Servos benötigt, aber dennoch eine zuverlässige Positionsrückmeldung benötigt.
Einige Kommissionierroboterachsen erfordern mehr als nur Positionierungsgenauigkeit. Sie benötigen außerdem ein höheres Ausgangsdrehmoment in einem kompakten Paket.
Hier kommt ein integrierter Servomotor mit Planetengetriebe zum Einsatz.
Die Konfiguration kombiniert:
Servomotor + Encoder + Antrieb + Planetengetriebe
Das Getriebe reduziert die Drehzahl und erhöht das Ausgangsdrehmoment, während eine relativ kompakte Getriebestruktur erhalten bleibt.
Ein integriertes Servo mit Planetengetriebe kann in Betracht gezogen werden für:
Roboterarmgelenke
Handgelenkmechanismen
Vertikale Hubachsen
Schwere Endeffektoren
Produkthandhabungsmechanismen
Hochbelastbare Positionierachsen
JKONGMOTOR beschreibt seine BLDC-Servokonfiguration mit Planetengetriebe als eine Kombination aus Motor, Encoder, Antrieb und Planetengetriebe, wobei der Schwerpunkt auf hoher Drehmomentdichte und geringem Spiel liegt.
Für einen Kommissionierroboter kann ein geringes Spiel besonders wichtig sein, wenn der Greifer eine präzise Produktposition erreichen muss.
Ein integrierter Servomotor mit Schneckengetriebe ist eine weitere Option, wenn der Pflückmechanismus ein hohes Untersetzungsverhältnis oder eine rechtwinklige mechanische Anordnung erfordert.
Die integrierte Konfiguration vereint Motor, Encoder, Antrieb und Schneckengetriebe.
Ein Schneckengetriebe kann nützlich sein, wenn der Roboterentwickler Folgendes benötigt:
Hohes Untersetzungsverhältnis
Höheres Ausgangsdrehmoment
Kompaktes Winkelgetriebe
Lasthalteeigenschaften bei geeigneten mechanischen Konstruktionen
Dies kann für Hebemechanismen, Förderbänder, Positionierungssysteme und kompakte Robotermechanismen relevant sein.
JKONGMOTOR beschreibt seine BLDC-Servokonfiguration mit Schneckengetriebe ausdrücklich als platzsparende rechtwinklige Lösung mit hohem Drehmoment und Selbsthemmungseigenschaften.
Bei sicherheitskritischen Vertikalachsen sollte jedoch immer die gesamte Lasthalte- und Sicherheitskonstruktion bewertet werden, anstatt sich allein auf die Getriebeeigenschaften zu verlassen.
Nicht jede Bewegung des Kommissionierroboters ist rotierend.
Bei vielen Kommissioniersystemen muss sich der Endeffektor entlang einer linearen Achse bewegen.
Zum Beispiel:
X-Achse → Y-Achse → Z-Achse → Greifer
Ein integrierter linearer Schritt-Servomotor kann Motor, Encoder und Antrieb zu einer kompakten Linearbewegungslösung mit geschlossenem Regelkreis kombinieren.
Die Produktstruktur von JKONGMOTOR umfasst Linear-Schrittservo mit Kugelumlaufspindel, Linear-Schrittservo vom T-Typ und integrierte Linearbewegungslösungen.
Es kann in Betracht gezogen werden für:
Kartesische Kommissionierroboter
XYZ Pick-and-Place-Systeme
Vertikale Kommissionierachsen
Produkttransfermechanismen
Automatisierte Inspektion
Verpackungssysteme
Präzisionspositionierungssysteme
Für einen Kommissionierroboter sind die Schlüsselparameter Linearschub, Hub, Lineargeschwindigkeit, Positionierungsgenauigkeit und Arbeitszyklus und nicht nur Drehmoment und Drehzahl.
Für einen Hochgeschwindigkeits-Kommissionierroboter kann ein integrierter DC/BLDC-Servomotor die geeignetere Wahl sein, wenn dynamische Reaktion und kompakte Verpackung wichtig sind.
Die integrierte Architektur vereint Motor, Encoder und Antrieb.
Dadurch kann die Menge an erforderlicher externer Ausrüstung rund um die Roboterachse reduziert werden.
Kompaktes Achsdesign
Reduzierte Verkabelung
Geschwindigkeitsregelung im geschlossenen Regelkreis
Positionsregelung im geschlossenen Regelkreis
Schnelle Reaktion
Hohe Betriebseffizienz
Vereinfachte Installation
JKONGMOTOR beschreibt seinen integrierten DC-Servo als eine kompakte Einheit, die Motor, Encoder und Antrieb für eine genaue Geschwindigkeits- und Positionssteuerung kombiniert.
Für Roboterhersteller kann dies besonders nützlich sein, wenn der verfügbare Installationsraum um jedes Gelenk herum begrenzt ist.
Unter den verschiedenen Konfigurationen ist der BLDC-Servomotor mit Planetengetriebe besonders für anspruchsvolle Kommissionieranwendungen relevant.
Die Architektur vereint:
BLDC-Servo + Encoder + integrierter Antrieb + Planetengetriebe
Dadurch ist es möglich, ein hohes Ausgangsdrehmoment zu erzielen, ohne einen überdimensionierten Motor zu verwenden.
Ein Kommissionierroboter muss sich möglicherweise schnell bewegen, während er einen Greifer und ein Produkt trägt. Das Getriebe hilft dabei, Motorgeschwindigkeit und Drehmoment an die tatsächlichen mechanischen Anforderungen des Robotergelenks anzupassen.
Hochgeschwindigkeits-Pflückroboter
Roboterarme
Delta-Roboter
Sortierroboter
Verpackungsroboter
Materialtransportsysteme
Automatisierte Lagerausrüstung
Industrielle Pick-and-Place-Systeme erfordern üblicherweise koordinierte Hochgeschwindigkeits-Servobewegungen. EtherCAT wird in kommerziellen Roboterarchitekturen verwendet, um Bewegungen über mehrere Achsen hinweg zu synchronisieren.
Ein BLDC-Servomotor mit Schneckengetriebe ist nützlich, wenn die mechanische Verpackung genauso wichtig ist wie die Motorleistung.
Das Winkelgetriebe kann die Positionierung des Motors in einer kompakten Roboterstruktur erleichtern.
Dies kann nützlich sein für:
Kompakte Roboterarme
Fördermechanismen
Produkttransfersysteme
Rotationspositionierung
Hebemechanismen
Platzbeschränkte Automatisierung
Durch die integrierte Architektur entfällt außerdem die Notwendigkeit, Motor, externen Servoantrieb und Getriebe als drei separate Komponenten zu installieren.
Ein Kommissionierroboter kann über eine vertikale Achse verfügen, die ein Produkt, einen Greifer oder einen Robotermechanismus anhebt.
In dieser Situation kann das Bremsen zu einem wichtigen Konstruktionsaspekt werden.
Ein in die Bremse integrierter Servomotor vereint:
Motor + Encoder + Antrieb + elektromagnetische Bremse
Die Bremse kann je nach vollständiger Mechanik- und Sicherheitskonstruktion dazu beitragen, eine Last zu halten, wenn die Stromversorgung unterbrochen wird.
JKONGMOTOR listet DC-Servokonfigurationen mit integrierter Bremse in seinem Sortiment an integrierten Servomotoren auf und beschreibt sie für Anwendungen wie vertikale Achsen und automatisierte Maschinen.
Heben der Z-Achse
Vertikale Roboterarme
Produktaufzüge
Pick-and-Place-Hebemechanismen
Automatisierte Lagerausrüstung
Für eine vertikale Roboterachse sollten Ingenieure gemeinsam Bremsmoment, Lastträgheit, Stoppanforderungen, Notfallverhalten und die Sicherheitsarchitektur der Maschine bewerten .
Kommissionierroboter, die in der Lebensmittelverarbeitung, in der Outdoor-Logistik oder in staubigen Industrieumgebungen eingesetzt werden, erfordern möglicherweise zusätzlichen Umweltschutz.
JKONGMOTOR bietet eine integrierte DC-Servomotorkonfiguration gemäß IP65, bei der Motor, Treiber und Encoder in einem geschützten Gehäuse untergebracht sind.
Mögliche Anwendungen sind:
Umgang mit Lebensmitteln
Outdoor-Pflücksysteme
Industrielogistik
Staubige Umgebungen
Mobile Automatisierung
Materialhandhabung
Das richtige Schutzniveau sollte immer anhand der tatsächlichen Betriebsumgebung ermittelt werden.
Obwohl sich ein AGV oder AMR von einem stationären Kommissionierungsroboter unterscheidet, kombinieren mobile Kommissionierungssysteme zunehmend Roboterkommissionierung mit autonomem Transport.
Für diese Systeme bietet JKONGMOTOR einen AGV-DC-Servomotor mit STO (Safe Torque Off) an..
Auf der Produktseite wird beschrieben, dass diese Konfiguration präzise Bewegungssteuerung, hohe Drehmomentdichte, schnelle Reaktion und funktionale Sicherheitsunterstützung für AGVs, intelligente Logistik, Robotik und industrielle Automatisierung bietet.
Dieser Motortyp kann daher relevant sein, wenn ein Kommissionierroboter in eine mobile Roboterplattform integriert wird.
Eine nützliche Möglichkeit zur Auswahl des Motors besteht darin, den Motortyp der tatsächlichen Roboterbewegung zuzuordnen.
Anforderungen an Kommissionierroboter |
Integrierte Servokonfiguration |
|---|---|
Präzise Positionierung |
Integrierter Schrittservo |
Hohes Drehmoment + kompakte Größe |
Servo mit Planetengetriebe |
Hohes Untersetzungsverhältnis |
Servo mit Schneckengetriebe |
Lineare X/Y/Z-Bewegung |
Integrierter linearer Schrittservo |
Schnelle dynamische Drehbewegung |
Integrierter DC/BLDC-Servo |
Hohe Drehmomentdichte |
BLDC-Servo mit Planetengetriebe |
Rechtwinklige Übertragung |
BLDC-Servo mit Schneckengetriebe |
Vertikale Lasthaltung |
Integrierter Bremsservo |
Staub-/Wassereinwirkung |
IP65 Integrierter Servo |
Mobile Kommissionierung / AMR |
AGV/AMR DC-Servo mit STO |
Diese anwendungsbasierte Klassifizierung ist für Roboterentwickler nützlicher als der einfache Vergleich von Motornamen.
Ein integrierter EtherCAT-Servomotor vereint mehrere Motion-Control-Komponenten in einer kompakten Motorbaugruppe.
Abhängig von der Produktarchitektur kann die integrierte Einheit Folgendes umfassen:
Servomotor
Servoantrieb
Encoder
Bewegungssteuerungselektronik
EtherCAT-Kommunikationsschnittstelle
Schutzfunktionen
Optionale Bremse
Optionales Getriebe
Bei herkömmlichen Servosystemen sind Motor und Antrieb häufig an getrennten Orten untergebracht.
Der Controller sendet Befehle an einen externen Servoantrieb, während der Antrieb den Motor über eine separate Verkabelung steuert.
Ein integrierter Servomotor überträgt einen Großteil dieser Funktionalität direkt in die Motorbaugruppe.
Dadurch kann der mechanische und elektrische Aufbau eines Kommissionierroboters deutlich vereinfacht werden.
EtherCAT ist eine industrielle Echtzeit-Ethernet-Kommunikationstechnologie, die häufig in Anwendungen eingesetzt wird, die eine koordinierte Bewegungssteuerung erfordern.
Für einen Kommissionierroboter ist dies wichtig, da möglicherweise mehrere Achsen gemeinsam bewegt werden müssen.
Stellen Sie sich einen Roboterarm mit mehreren Achsen vor.
Der Controller muss möglicherweise gleichzeitig Folgendes steuern:
Basisdrehung
Schulterbewegung
Ellenbogenbewegung
Handgelenksrotation
Positionierung des Handgelenks
Greiferbewegung
Wenn sich diese Achsen nicht koordiniert bewegen, kann es beim Roboter zu Bahnfehlern, unnötigen Vibrationen oder längeren Zykluszeiten kommen.
EtherCAT bietet eine Kommunikationsarchitektur, die für eine schnelle, synchronisierte Mehrachsen-Bewegungssteuerung geeignet ist.
Kommissionierroboter ändern häufig ihre Bewegungsbefehle.
EtherCAT ermöglicht den schnellen Austausch von Bewegungssteuerungsdaten zwischen Steuerung und Servoachsen.
Dies unterstützt eine reaktionsfähige Steuerung bei schnellen Roboterbewegungen.
Roboterbewegungen sind selten auf einen einzelnen Motor beschränkt.
Möglicherweise müssen mehrere Achsen zu genau koordinierten Zeiten beschleunigt und abgebremst werden.
EtherCAT-basierte Servosysteme können mehrere Servoachsen synchronisieren und so dem Roboter helfen, seiner geplanten Flugbahn genauer zu folgen.
Bei Hochgeschwindigkeitsroboteranwendungen kann eine Kommunikationsverzögerung die Bewegungskoordination beeinträchtigen.
Ein Echtzeit-Kommunikationsnetzwerk trägt dazu bei, die Unsicherheit zwischen der Befehlsübertragung und der motorischen Reaktion zu verringern.
Dies ist besonders nützlich, wenn mehrere Servomotoren gleichzeitig arbeiten.
EtherCAT kann mehrere Servoantriebe über ein industrielles Ethernet-Netzwerk verbinden.
Bei der Integration in den Servomotor befindet sich die Kommunikationsschnittstelle innerhalb der Motorbaugruppe selbst.
Dadurch kann der Bedarf an externer Hardware im Schaltschrank reduziert werden.
Der größte Vorteil liegt nicht nur darin, dass der Motor kleiner ist.
Der eigentliche Vorteil liegt in der Kombination von Bewegungssteuerung, Feedback, Kommunikation und Motortechnologie in einem koordinierten System.
Herkömmliche Servosysteme erfordern möglicherweise separate Verbindungen zwischen:
Motor und Antrieb
Encoder und Antrieb
Controller und Antrieb
Brems- und Steuersystem
Zusätzliche I/O-Geräte
Ein integrierter Servomotor kann einige dieser externen Verbindungen reduzieren.
Bei kompakten Kommissionierrobotern kann dies besonders wertvoll sein, da der begrenzte Innenraum die Kabelführung erschwert.
Weniger externe Komponenten können auch die Montage und Wartung der Maschine vereinfachen.
Lagerroboter müssen häufig auf engstem Raum eingesetzt werden.
Ein großer Schaltschrank oder mehrere externe Laufwerke können den Platzbedarf des Gesamtsystems vergrößern.
Durch die Integration der Antriebselektronik in den Motor können Hersteller einen Teil des Bewegungssteuerungssystems direkt auf die mechanische Achse verlagern.
Dies kann zu einer beitragen kompakteren Roboterarchitektur .
Der Encoder liefert eine Positionsrückmeldung an das Servosteuerungssystem.
Anstatt dem Motor einfach zu befehlen, sich um einen bestimmten Betrag zu drehen, und davon auszugehen, dass die Bewegung korrekt erfolgt ist, kann das Servosystem Feedback verwenden, um Bewegungsfehler zu korrigieren.
Bei Kommissionierrobotern unterstützt dies die genaue Positionierung von Roboterarm und Greifer.
Die Taktzeit ist einer der wichtigsten Leistungsindikatoren für die Lagerautomatisierung.
Wenn der Roboter schneller beschleunigen, das Ziel präzise erreichen, sanft abbremsen und sofort mit dem nächsten Vorgang beginnen kann, kann die für jeden Kommissionierzyklus erforderliche Zeit verkürzt werden.
Eine reaktionsschnelle EtherCAT-Servoarchitektur unterstützt diese Art von Bewegungsprofil.
Ein Roboterarm benötigt möglicherweise mehrere Achsen, um sich gleichzeitig zu bewegen.
Beispielsweise kann sich die Schulterachse beschleunigen, während sich das Handgelenk dreht und die Basis ihre Richtung ändert.
Die EtherCAT-basierte synchronisierte Steuerung kann dazu beitragen, dass diese Achsen als ein koordiniertes Bewegungssystem und nicht als unabhängige Motoren arbeiten.
Für Gerätehersteller ist die Integrationszeit ein wichtiger Gesichtspunkt.
Ein integrierter Servomotor kann die Anzahl der separaten Komponenten reduzieren, die ausgewählt, installiert, verkabelt und getestet werden müssen.
Dies kann Folgendes vereinfachen:
Elektrisches Design
Panel-Design
Kabelführung
Inbetriebnahme
Wartung
Ersatzteilmanagement
Die Auswahl eines integrierten EtherCAT-Servomotors sollte mit den tatsächlichen Bewegungsanforderungen des Roboters beginnen und nicht einfach den Motor mit der höchsten Nennleistung auswählen.
Das Nenndrehmoment bestimmt die Dauerbetriebsfähigkeit des Motors.
Das Spitzendrehmoment wird beim Beschleunigen, bei schnellen Bewegungen, beim Heben und bei plötzlichen Laständerungen wichtig.
Bei Kommissionierrobotern sollten beide Werte berücksichtigt werden.
Die erforderliche Motorgeschwindigkeit hängt vom mechanischen Getriebe, der Armgeometrie, dem Getriebeverhältnis und der erforderlichen Roboterzykluszeit ab.
Ein Hochgeschwindigkeitsmotor führt nicht automatisch zu einem schnelleren Roboter. Die komplette Mechanik muss auf den Motor abgestimmt sein.
Die Leistung des Encoders beeinflusst die Feedbackqualität und die Positionierungssteuerung.
Feedback mit höherer Auflösung kann für Anwendungen nützlich sein, die eine präzise Positionierung und einen reibungslosen Betrieb bei niedriger Geschwindigkeit erfordern.
Einige Kommissionierroboterachsen erfordern eine hohe Geschwindigkeit, während andere ein hohes Drehmoment erfordern.
Abhängig von der Achskonstruktion kann ein Planetengetriebe, ein Harmonic-Getriebe oder ein anderer Untersetzungsmechanismus geeignet sein.
Die Getriebeübersetzung sollte basierend auf Folgendem ausgewählt werden:
Erforderliche Ausgangsgeschwindigkeit
Erforderliches Abtriebsdrehmoment
Trägheit
Beschleunigung
Spielanforderungen
Mechanische Abmessungen
Bei vertikalen Achsen kann eine Bremse wichtig sein.
Wenn die Stromversorgung unterbrochen wird, muss ein vertikaler Mechanismus möglicherweise seine Position beibehalten, anstatt aufgrund der Schwerkraft zu fallen.
Für diese Art von Anwendung kann ein integrierter Servomotor mit optionaler Bremse die Achskonstruktion vereinfachen.
Für Hersteller von Kommissionierrobotern kommt es bei der Auswahl eines Servomotors nicht nur auf Drehmoment und Geschwindigkeit an. Der Motor muss als Teil des gesamten Robotersystems funktionieren, einschließlich Steuerung, Encoder, Getriebe, Roboterarm, Greifer, Bildverarbeitungssystem und Kommunikationsnetzwerk.
Aus diesem Grund erwägen viele Gerätehersteller integrierte Servomotoren für Kommissionierroboteranwendungen. Durch die Kombination von Motor, Encoder und Antriebselektronik in einer kompakten Einheit kann ein integrierter Servomotor die Bewegungsarchitektur des Roboters vereinfachen und gleichzeitig die präzise und wiederholbare Bewegung unterstützen, die für die automatisierte Kommissionierung erforderlich ist.
Kommissionierroboter haben häufig strenge mechanische Platzanforderungen. Ein herkömmliches Servosystem erfordert möglicherweise einen separaten Motor, Servoantrieb, Encoderverkabelung und zusätzliche elektrische Komponenten.
Ein integrierter Servomotor vereint wichtige Bewegungssteuerungskomponenten in einem Gehäuse.
Dies kann OEMs helfen:
Reduzieren Sie den Installationsraum
Vereinfachen Sie mechanische Layouts
Reduzieren Sie externe Laufwerkskomponenten
Verbessern Sie die Kabelführung
Bauen Sie kompaktere Roboterachsen
Bei Roboterarmen und kompakten Pick-and-Place-Mechanismen kann die Einsparung von Platz um jedes Gelenk herum die Konstruktion der gesamten Maschine vereinfachen.
Ein herkömmliches Servosystem kann mehrere Kabel zwischen Motor, Encoder, Antrieb, Controller und anderen Komponenten erfordern.
Bei einem integrierten Servomotor sind die Antriebs- und Rückkopplungselektronik in die Motorbaugruppe integriert.
Dies kann die Komplexität der Verkabelung reduzieren und die Installation einfacher machen.
Bei einem Kommissionierroboter mit mehreren Achsen können weniger externe Komponenten auch dazu führen, dass die Maschine sauberer und einfacher zu montieren ist.
Kommissionierroboter müssen ihre Greifer genau positionieren.
Wenn sich der Greifer einem Produkt mit einem übermäßigen Positionierungsfehler nähert, kann es sein, dass der Roboter das Produkt nicht greift oder eine zusätzliche Korrekturbewegung benötigt.
Ein integrierter Servomotor nutzt Encoder-Feedback, um die Motorposition zu überwachen und eine Regelung im geschlossenen Regelkreis zu unterstützen.
Dies ist besonders nützlich für:
Positionierung des Roboterarms
Greiferpositionierung
Produktausrichtung
Förderbandverfolgung
Pick-and-Place-Mechanismen
Präzisionstransfersysteme
Das Ergebnis ist ein Bewegungssystem, das auf Feedback und nicht nur auf Motorbewegungen mit offenem Regelkreis basiert.
Ein Kommissionierroboter kann während einer Produktionsschicht die gleiche Bewegung tausende Male wiederholen.
Jeder Zyklus kann Folgendes umfassen:
Beschleunigung → Hochgeschwindigkeitsbewegung → Verzögerung → Positionierung → Aufnahme → Rückzug
Der Servomotor muss daher schnell auf sich ändernde Geschwindigkeits- und Positionsbefehle reagieren.
Integrierte DC- und BLDC-Servokonfigurationen können verwendet werden, wenn der Roboter dynamische Bewegungen und schnelle Beschleunigung/Verzögerung benötigt.
Bei Achsen mit höherer Belastung kann ein integriertes Servogetriebe die Drehmomentvervielfachung liefern, die zum Bewegen des Mechanismus erforderlich ist, ohne dass ein unnötig großer Motor erforderlich ist.
Ein Kommissionierroboter ist selten nur auf einen Motor angewiesen.
Ein Roboterarm kann über mehrere Servoachsen verfügen, die Folgendes steuern:
Basisrotation
Armbewegung
Ellenbogenbewegung
Handgelenksrotation
Vertikale Bewegung
Greiferpositionierung
Diese Achsen müssen zusammenarbeiten, um der geplanten Flugbahn des Roboters zu folgen.
Mit Kommunikationsmöglichkeiten wie CANopen und EtherCAT können integrierte Servomotoren Teil einer vernetzten mehrachsigen Motion-Control-Architektur werden.
EtherCAT ist besonders relevant, wenn der Roboter synchronisierte Echtzeitbewegungen zwischen mehreren Servoachsen erfordert.
Ein weiterer Grund, warum sich Kunden für integrierte Servomotoren entscheiden, ist, dass eine Produktfamilie unterschiedliche mechanische Anforderungen abdecken kann.
Zum Beispiel:
Anforderungen an Kommissionierroboter |
Geeigneter integrierter Servotyp |
|---|---|
Präzise Positionierung |
Integrierter Schrittservo |
Hohes Ausgangsdrehmoment |
Servo mit Planetengetriebe |
Hohes Untersetzungsverhältnis |
Servo mit Schneckengetriebe |
Lineare Bewegung |
Integrierter Linearservo |
Schnelle dynamische Bewegung |
DC/BLDC-Servo |
Vertikales Heben |
Integrierter Bremsservo |
Staub- oder Wassereinwirkung |
IP65 Integrierter Servo |
Mobile Kommissionierplattform |
AGV/AMR-Servo mit STO |
Dies gibt OEM-Herstellern mehr Flexibilität bei der Konstruktion verschiedener Roboterachsen.
Manche Kommissionierroboter müssen relativ schwere Nutzlasten bewegen und dabei den Roboterarm kompakt halten.
Ein integrierter Servomotor mit Planetengetriebe kann das Ausgangsdrehmoment erhöhen und gleichzeitig die Ausgangsgeschwindigkeit reduzieren.
Dies macht es nützlich für:
Hochleistungs-Pflückarme
Vertikale Hubachsen
Große Greifer
Hochlastpositionierung
Materialtransportmechanismen
Durch den integrierten Motor und das integrierte Getriebe verringert sich außerdem die Notwendigkeit, mehrere unabhängige Komponenten rund um das Robotergelenk zu installieren.
Vertikale Roboterachsen bringen einen weiteren Aspekt mit sich: die Schwerkraft.
Wenn die Stromversorgung unterbrochen wird, muss eine vertikale Last möglicherweise an ihrer Position bleiben.
Ein Servomotor mit integrierter Bremse kann eine mechanische Haltefunktion übernehmen, wenn er richtig ausgewählt und in das Sicherheitsdesign der Maschine integriert wird.
Dies kann nützlich sein für:
Z-Achsen-Mechanismen
Vertikale Roboterarme
Produkthebesysteme
Automatisierte Lagerausrüstung
Pick-and-Place-Aufzüge
Für diese Anwendungen sollten Ingenieure das Bremsmoment, die Lastträgheit, das Stoppverhalten und das gesamte Maschinensicherheitssystem bewerten.
Hersteller von Kommissionierrobotern verwenden nicht alle die gleiche Steuerungsarchitektur.
Abhängig von der Maschine muss das Servosystem möglicherweise über Folgendes kommunizieren:
Impuls
RS485 / Modbus-RTU
CANopen
EtherCAT
Durch die Bereitstellung verschiedener Steuerungsoptionen kann der integrierte Servomotor an verschiedene SPS, Motion Controller, Robotersteuerungen und Automatisierungsarchitekturen angepasst werden.
Für einen einfachen Positionierungsmechanismus kann eine Impulssteuerung ausreichend sein.
Für einen vernetzten mehrachsigen Kommissionierungsroboter sind CANopen oder EtherCAT möglicherweise besser geeignet.
Der Motor muss physisch zum Roboter passen.
Das klingt offensichtlich, kann aber zu einem großen technischen Problem werden, wenn ein Standardmotor die falsche Wellenlänge, Montageanordnung, Steckerposition oder Getriebekonfiguration hat.
Für OEM-Hersteller von Kommissionierrobotern kann die Anpassung Folgendes umfassen:
Wellendurchmesser
Schaftlänge
Keilnut
Flacher Schaft
Hohlwelle
Getriebe
Übersetzungsverhältnis
Bremse
Encoder
Stecker
Kabel
Montagekonfiguration
IP-Schutz
Dadurch kann der Motor an den Roboter angepasst werden, anstatt die Roboterstruktur zur Aufnahme eines Standardmotors zu zwingen.
Herkömmliche Servoarchitekturen erfordern möglicherweise mehrere externe Servoantriebe in einem Schaltschrank.
Bei der Integration des Antriebs in den Motor bewegt sich ein Teil der Motion-Control-Elektronik direkt zur Roboterachse.
Bei kompakten Kommissionierrobotern kann dies möglicherweise die Schrankgröße reduzieren und wertvollen Platz für andere Komponenten freigeben, wie zum Beispiel:
SPS
Industrie-PC
Vision-Controller
Sicherheitssteuerung
Stromversorgung
Kommunikationsausrüstung
Dies ist besonders nützlich, wenn der Roboter selbst über ein begrenztes elektrisches Gehäuse verfügt.
Auch ein integrierter Servomotor kann die Maschinenarchitektur vereinfachen.
Anstatt die Fehler mehrerer separater Komponenten zu beheben, können Ingenieure mit einer konsolidierteren Bewegungssteuerungseinheit arbeiten.
Für OEM-Hersteller kann dies Folgendes vereinfachen:
Design → Montage → Verkabelung → Inbetriebnahme → Testen → Wartung
Dadurch kann auch die Anzahl der separaten Komponenten reduziert werden, die in der Produktion spezifiziert und verwaltet werden müssen.
Integrierte Servomotoren sind nicht auf einen Kommissionierrobotertyp beschränkt.
Sie können in Betracht gezogen werden für:
Roboterarme Kommissioniersysteme
Kartesische Kommissionierroboter
Delta Pick-and-Place-Roboter
Bin-Picking-Roboter
Ware-zur-Person-Roboter
Lagerkommissioniersysteme
Verpackungs- und Kommissioniermaschinen
Sortierroboter
Mobile Kommissionierroboter
AMR-basierte Kommissioniersysteme
Die Motorkonfiguration sollte entsprechend der spezifischen Achse, Nutzlast, Geschwindigkeit, Arbeitszyklus und Umgebungsbedingungen ausgewählt werden.
Aus OEM-Einkaufssicht müssen Kunden in der Regel mehr als nur die Nennleistung des Motors bewerten.
Zu den wichtigsten technischen Fragen gehören:
Wie viel Drehmoment benötigt die Achse?
Welche Höchstgeschwindigkeit ist erforderlich?
Wie schnell muss der Roboter beschleunigen und abbremsen?
Welche Positionierungsgenauigkeit ist erforderlich?
Wie groß ist die tatsächliche Lastträgheit?
Benötigt die Achse ein Getriebe?
Benötigt die Vertikalachse eine Bremse?
Welche Encoder-Konfiguration ist erforderlich?
Unterstützt der Controller EtherCAT, CANopen, RS485 oder Pulse?
Welcher IP-Schutzgrad ist erforderlich?
Können die Abmessungen von Welle, Stecker, Getriebe und Montage individuell angepasst werden?
Diese Fragen helfen dem Hersteller, einen Servomotor basierend auf dem tatsächlichen Bewegungsprofil des Roboters auszuwählen, anstatt einfach einen Motor basierend auf der Nennleistung auszuwählen.
Hersteller von Kommissionierrobotern entwickeln oft ihre eigenen mechanischen Strukturen, Steuerungsalgorithmen, Greifer und Systemarchitekturen.
Daher passt ein Standardmotor aus dem Katalog möglicherweise nicht immer perfekt.
Ein erfahrener Lieferant integrierter Servomotoren kann während des Entwicklungsprozesses mit dem OEM zusammenarbeiten, um Folgendes zu bewerten:
Anwendungsanforderungen → Motorauswahl → Drehmomentberechnung → Mechanisches Design → Prototyp → Tests → Optimierung → Massenproduktion
Dieser Ansatz ist besonders nützlich, wenn der Kunde eine kundenspezifische Welle, ein Getriebe, einen Encoder, eine Kommunikationsschnittstelle, eine Bremse, einen Stecker, ein Kabel oder ein Gehäuse benötigt.
Bei der Massenproduktion von Kommissionierrobotern kann die Anpassung auch dazu beitragen, eine konsistentere Motorkonfiguration auf der gesamten Roboterplattform zu schaffen.
Der Hauptgrund, warum Kunden integrierte Servomotoren in Betracht ziehen, ist die Möglichkeit, mehrere Bewegungssteuerungsfunktionen in einer Einheit zu kombinieren.
Anstatt herum zu entwerfen:
Motor + externer Encoder + Servoantrieb + zusätzliche Verkabelung + separates Getriebe
Ein OEM kann die Achse möglicherweise um Folgendes herum bauen:
Integrierter Servomotor + Getriebe + industrielle Kommunikation
Diese Architektur kann die Systemkomplexität reduzieren und gleichzeitig das geschlossene Feedback, die dynamische Reaktion und die koordinierte Steuerung bieten, die moderne Kommissionierungsroboter benötigen.
Für Hochgeschwindigkeits-Lagerkommissionierung, Roboterarme, automatisierte Sortier-, Verpackungs- und mobile Kommissionierungssysteme bieten integrierte Servomotoren eine flexible Grundlage für die Entwicklung kompakter und skalierbarer Bewegungssteuerungssysteme.
Kunden entscheiden sich für integrierte Servomotoren für Kommissionierroboter, weil sie mehrere praktische technische Anforderungen gleichzeitig erfüllen können:
Kompakte Installation
Reduzierte Verkabelung
Positionierung im geschlossenen Regelkreis
Schnelle dynamische Reaktion
Mehrachsige Kommunikation
Flexible Getriebeoptionen
Bremskonfigurationen
Umweltschutz
OEM-Anpassung
Vereinfachte Systemintegration
Für Hersteller von Kommissionierrobotern kommt es nicht nur darauf an, den leistungsstärksten Motor auszuwählen. Es wählt die richtige integrierte Servokonfiguration für jede Roboterachse aus, basierend auf Last, Drehmoment, Geschwindigkeit, Trägheit, Positionierungsgenauigkeit, Kommunikationsprotokoll, Umgebungsbedingungen und mechanischer Struktur.
Dieser anwendungsorientierte Ansatz ermöglicht es, dass der integrierte Servomotor Teil der gesamten Bewegungsarchitektur des Roboters wird und nicht nur eine weitere Einzelkomponente.
Ein herkömmliches Servosystem trennt im Allgemeinen Motor und Antrieb.
Ein integrierter Servomotor verbindet sie.
Besonderheit |
Traditionelles Servosystem |
Integrierter EtherCAT-Servomotor |
|---|---|---|
Motor |
Separate |
Integriert |
Servoantrieb |
Extern |
Integriert |
Encoder |
Separater Anschluss |
Integrierte Feedback-Architektur |
EtherCAT |
Externe Laufwerksschnittstelle |
Integrierte Kommunikation |
Verdrahtung |
Umfangreicher |
Möglicherweise reduziert |
Installation |
Weitere Komponenten |
Kompakter |
Schaltschrank |
Mehr Hardware |
Möglicherweise kleiner |
Mehrachssynchronisation |
Unterstützt |
Unterstützt durch EtherCAT-Architektur |
Wartung |
Mehrere Komponenten |
Weniger separate Komponenten |
OEM-Anpassung |
Verfügbar |
Je nach Anbieter hochgradig konfigurierbar |
Die geeignete Architektur hängt vom Roboterdesign ab. Große Systeme mit zentralisierten Schränken können weiterhin von herkömmlichen Servoantrieben profitieren, während kompakte Robotergeräte erheblich von einer integrierten Servoarchitektur profitieren können.
Kommissionierroboter sind während der Lagerschichten häufig im Dauereinsatz.
Das bedeutet, dass die thermische Leistung nicht außer Acht gelassen werden sollte.
Während eines kurzen Labortests kann ein Motor zwar gute Leistungen erbringen, bei wiederholtem Dauerbetrieb jedoch einen Temperaturanstieg erfahren.
Bei der Auswahl eines integrierten Servomotors sollten Hersteller Folgendes berücksichtigen:
Kontinuierliches Drehmoment
Dauer des Spitzendrehmoments
Arbeitszyklus
Umgebungstemperatur
Temperatur des Motorgehäuses
Interne Elektroniktemperatur
Kühlbedingungen
Überlastschutz
Ein richtig abgestimmter Motor sollte ein ausreichendes Drehmoment liefern, ohne ständig in der Nähe seiner thermischen Grenzen zu arbeiten.
Ein Kommissionierroboter kann sich häufige Kommunikationsunterbrechungen nicht leisten.
Der Bewegungscontroller, die Servomotoren, die Sensoren, das Bildverarbeitungssystem und die Robotersoftware müssen möglicherweise alle zusammenarbeiten.
Daher sollte die EtherCAT-Kommunikation als Teil der gesamten Steuerungsarchitektur bewertet werden.
Wichtige Überlegungen sind:
Netzwerktopologie
Kabelqualität
Zuverlässigkeit des Steckverbinders
EMV-Leistung
Erdung
Netzwerkkonfiguration
Controller-Kompatibilität
Kompatibilität mit Servoantrieben
Diagnosefunktionen
Eine zuverlässige Kommunikationsarchitektur trägt dazu bei, unerwartete Ausfallzeiten in automatisierten Lagergeräten zu reduzieren.
Das Richtige auswählen Beim integrierten EtherCAT-Servomotor für einen Kommissionierroboter kommt es nicht nur auf die Wahl der richtigen Motorleistung an. Der Motor muss des Roboters passen zu Last, Drehmoment, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Positionierungsgenauigkeit, mechanischer Struktur, Kommunikationsarchitektur und Betriebsumgebung .
Für Kommissionierungsroboter werden diese Anforderungen noch wichtiger, da der Roboter möglicherweise Hunderte oder Tausende von sich wiederholenden Pick-and-Place-Zyklen durchführt und dabei mehrere Achsen koordiniert. Ein richtig ausgewählter integrierter EtherCAT-Servomotor kann die Maschinenarchitektur vereinfachen, indem er Motor, Antrieb, Encoder und Kommunikationsschnittstelle in einer kompakten Bewegungssteuerungseinheit kombiniert.
Der erste Schritt besteht darin, herauszufinden, was der Motor tatsächlich bewegen muss.
Ein Kommissionierroboter kann mehrere Bewegungsachsen enthalten, wie zum Beispiel:
X/Y/Z-Linearachsen
Roboterarmgelenke
Handgelenksrotation
Greifmechanismen
Förder- oder Transfermechanismen
Vertikale Hubachsen
Rotatorische Positionierachsen
Verschiedene Achsen haben unterschiedliche Drehmoment-, Geschwindigkeits- und Übertragungsanforderungen.
Beispielsweise kann eine horizontale Hochgeschwindigkeitsachse dynamische Reaktion und Beschleunigung priorisieren , während eine vertikale Hubachse möglicherweise ein höheres Ausgangsdrehmoment und eine Bremse erfordert . Ein kompakter Greifer erfordert möglicherweise eher eine präzise Positionierung als eine hohe Dauerleistung.
Daher ist die Auswahl eines identischen Motors für jede Achse nicht immer der effektivste Ansatz.
Das Drehmoment ist einer der wichtigsten Parameter bei der Auswahl eines integrierten Servomotors für einen Kommissionierroboter.
Das erforderliche Drehmoment sollte mehr berücksichtigen als die Nutzlast selbst. Die Berechnung kann Folgendes umfassen:
Nutzlastgewicht
Gewicht des Roboterarms
Gewicht des Endeffektors
Getriebeübersetzung
Beschleunigung und Verzögerung
Reibung
Übertragungseffizienz
Vertikale Hubkraft
Äußerer mechanischer Widerstand
Lastträgheit
Für Drehachsen kann die grundlegende Beziehung wie folgt ausgedrückt werden:
Erforderliches Drehmoment = Beschleunigungsmoment + Lastmoment + Reibungsmoment + Sicherheitsmarge
Bei einer vertikalen Achse muss auch die Schwerkraft berücksichtigt werden.
Ein Motor, der allein aufgrund der Nennnutzlast ausreichend erscheint, kann beim Beschleunigen, Abbremsen oder Notstopp ein übermäßiges Spitzendrehmoment erfahren. Aus diesem Grund sollten Käufer sowohl das Nenndrehmoment als auch das Spitzendrehmoment bewerten.
Kommissionierroboter benötigen häufig schnelle Bewegungen zwischen Aufnahme- und Platzierungspositionen. Der Servomotor benötigt daher ausreichend Geschwindigkeit und Dynamik.
Achten Sie beim Motorenvergleich auf Folgendes:
Nenngeschwindigkeit
Höchstgeschwindigkeit
Beschleunigungsfähigkeit
Verzögerungsfähigkeit
Spitzendrehmoment
Positionierungsreaktion
Leistung im Dauerbetrieb
Hohe Geschwindigkeit ist nicht automatisch besser. Der Motor muss einen stabilen Betrieb aufrechterhalten, während er die tatsächliche Last bewegt.
Für einen Roboter, der kurze, sich wiederholende Bewegungen ausführt, kann das Beschleunigungsprofil genauso wichtig sein wie die maximale Drehzahl. Ein geeigneter Motor sollte beim Beschleunigen ausreichend Drehmoment ohne übermäßige Erwärmung bereitstellen.
Kommissionierroboter arbeiten häufig mit maschinellem Sehen, vordefinierten Koordinaten, Förderbändern und Robotergreifern. Der Motor muss daher eine zuverlässige Positionsrückmeldung liefern.
Ein integrierter Servomotor mit Encoder ermöglicht es dem Steuerungssystem, die Motorposition zu überwachen und die Bewegung entsprechend anzupassen.
Berücksichtigen Sie bei der Auswahl des Motors Folgendes:
Encoder-Auflösung
Positionsrückmeldungsmethode
Wiederholgenauigkeit der Positionierung
Erforderliche mechanische Genauigkeit
Getriebespiel
Lastträgheit
Anforderungen an den Regelkreis
Die tatsächliche Positionierungsleistung hängt von der gesamten Mechanik und Steuerung ab, nicht nur vom Encoder.
Für Anwendungen, die eine präzise Arm- oder Linearachsenpositionierung erfordern, sollten Encoder, Getriebe, Getriebe und mechanische Struktur als ein System bewertet werden.
Besonders nützlich ist EtherCAT dann, wenn ein Kommissionierroboter über mehrere koordinierte Achsen verfügt.
Ein typischer Roboter muss möglicherweise Folgendes synchronisieren:
Robotersteuerung → Armachse → Handgelenkachse → Greifer → Förderband → Zusatzausrüstung
Mit der EtherCAT-Kommunikation können mehrere Servoachsen in eine zentrale Industrial-Ethernet-Motion-Control-Architektur integriert werden.
Bei der Auswahl eines integrierten EtherCAT-Servomotors sollten Käufer Folgendes beachten:
EtherCAT-Kompatibilität
Anforderungen an das Kommunikationsprotokoll
Controller-Kompatibilität
Anforderungen an die Mehrachsensynchronisation
Netzwerktopologie
Anforderungen an den Kommunikationszyklus
Stecker- und Kabelkonfiguration
Der wichtige Punkt ist, dass EtherCAT zur Steuerung und zur gesamten Automatisierungsarchitektur passen sollte und nicht als isolierte Motorfunktion ausgewählt werden sollte.
Der Motor selbst liefert möglicherweise nicht direkt das erforderliche Ausgangsdrehmoment oder die erforderliche Drehzahl. Ein Getriebe kann die Motorcharakteristik an die Robotermechanik anpassen.
Zu den gängigen Optionen gehören:
Ein Planetengetriebe eignet sich, wenn der Kommissionierroboter ein hohes Abtriebsdrehmoment, kompakte Abmessungen und ein passendes Untersetzungsverhältnis benötigt.
Typische Anwendungen sind:
Roboterarmgelenke
Rotationspositionierung
Hochlastmechanismen
Kompakte Hebesysteme
Anwendungen mit hoher Drehmomentdichte
Ein Schneckengetriebe kann nützlich sein, wenn der Mechanismus ein hohes Untersetzungsverhältnis oder eine rechtwinklige Übersetzung erfordert.
Es kann in Betracht gezogen werden für:
Kompakte Übertragungsmechanismen
Rotationspositionierung
Fördersysteme
Hebemechanismen
Bei der Auswahl sollten jedoch Getriebeeffizienz, Spiel, thermische Leistung und die tatsächlichen Lastbedingungen bewertet werden.
Eine vertikale Kommissionierroboterachse kann sich anders verhalten als eine horizontale Achse, da die Schwerkraft ständig auf die Last einwirkt.
Wenn die Achse bei Stromausfall in Position bleiben muss, kann ein Servomotor mit integrierter Bremse in Betracht gezogen werden.
Bei der Bremsenauswahl sollte Folgendes berücksichtigt werden:
Vertikale Belastung
Haltemoment
Motorgeschwindigkeit
Bremsreaktion
Arbeitszyklus
Sicherheitsanforderungen
Eine Motorbremse sollte nicht als einzige Sicherheitsmaßnahme betrachtet werden. Das vollständige Sicherheitsdesign für vertikale Achsen sollte das mechanische Getriebe, die Steuerung, die Not-Aus-Strategie und die geltenden Maschinensicherheitsanforderungen umfassen.
Hersteller von Kommissionierrobotern können je nach Achse unterschiedliche integrierte Servoarchitekturen verwenden.
Anforderungen an Kommissionierroboter |
Möglicher integrierter Servotyp |
|---|---|
Präzise wiederholte Positionierung |
Integrierter Schritt-Servomotor |
Höheres Ausgangsdrehmoment |
Integrierter Servo mit Planetengetriebe |
Hohes Untersetzungsverhältnis |
Integrierter Schneckengetriebe-Servo |
Lineare X/Y/Z-Bewegung |
Integrierter linearer Schrittservo |
Schnelle dynamische Bewegung |
Integrierter DC/BLDC-Servo |
Hohe Drehmomentdichte |
BLDC-Servo mit Planetengetriebe |
Rechtwinklige Übertragung |
BLDC-Servo mit Schneckengetriebe |
Halten der vertikalen Achse |
Integrierter Bremsservo |
Staub-/Wassereinwirkung |
IP65 Integrierter Servo |
Mobile Kommissionierplattform |
AGV/AMR-Servo mit STO |
Die richtige Wahl hängt von der spezifischen Achse und den Betriebsbedingungen ab.
Ein Hauptgrund, warum Hersteller integrierte Servomotoren in Betracht ziehen, ist die Reduzierung des Platzbedarfs separater Motor- und Antriebskomponenten.
Allerdings muss die integrierte Einheit noch zur mechanischen Struktur des Roboters passen.
Überprüfen Sie vor der Bestellung:
Motorrahmengröße
Gesamtlänge des Motors
Wellendurchmesser
Schaftlänge
Montagemaße
Steckerposition
Kabelausgangsrichtung
Getriebeabmessungen
Bremsenabmessungen
Verfügbarer Kühlraum
Bei kompakten Kommissionierrobotern kann bereits eine kleine Änderung der Motorlänge oder der Steckerposition Auswirkungen auf das mechanische Design haben.
Die Arbeitsumgebung kann die Auswahl des Servomotors erheblich beeinflussen.
Bei Lagerkommissionierrobotern kann der Motor in relativ sauberen Innenräumen betrieben werden. Andere Systeme können Staub, Feuchtigkeit, Reinigungsprozessen oder Temperaturschwankungen ausgesetzt sein.
Abhängig von der Anwendung sollten Käufer Folgendes bewerten:
IP-Schutz
Betriebstemperatur
Staubexposition
Feuchtigkeit
Reinigungsanforderungen
Dauerbetrieb
Wärmeableitung
In anspruchsvollen Umgebungen kann ein integrierter IP65-Servomotor ein höheres Schutzniveau bieten als ein standardmäßiges offenes Design, sofern die gesamte Installation das erforderliche Schutzniveau aufrechterhält.
Ein Kommissionierroboter kann über längere Zeiträume ununterbrochen arbeiten. Häufiges Beschleunigen, Abbremsen und wiederholte Hochlastbewegungen können die Motortemperatur erhöhen.
Die thermische Bewertung sollte Folgendes umfassen:
Kontinuierliches Drehmoment
Spitzendrehmoment
Arbeitszyklus
Umgebungstemperatur
Bedingungen für die Motorinstallation
Getriebeeffizienz
Wärmeableitung
Überlastungsdauer
Der Motor sollte auf der Grundlage des tatsächlichen Bewegungsprofils und nicht nur auf Grundlage seiner Nennleistung ausgewählt werden.
Bei Anwendungen mit hohen Zyklen ist es sinnvoll, den Motor unter der erwarteten realen Last, Geschwindigkeit, Beschleunigung und Einschaltdauer zu testen , bevor das Design finalisiert wird.
Oftmals wird ein integrierter EtherCAT-Servomotor gewählt, da der Roboter eine koordinierte Netzwerksteuerung benötigt. Allerdings kann die breitere Produktplattform je nach Maschinenarchitektur auch unterschiedliche Kommunikationsoptionen erfordern.
Die integrierte Servoplattform von JKONGMOTOR umfasst beispielsweise Steuerungs- und Kommunikationskonfigurationen wie:
Impuls
RS485 / Modbus-RTU
CANopen
EtherCAT
Dies gibt Maschinenbauern Flexibilität bei der Gestaltung unterschiedlicher Roboterplattformen oder der Integration von Hilfsachsen.
Bei einem EtherCAT-Kommissionierroboter ist die entscheidende Frage, ob die Kommunikationsschnittstelle, die Steuerfunktionen und die elektrischen Anschlüsse des ausgewählten Motors zur Robotersteuerung passen.
Standardspezifikationen sind nur ein Teil des Auswahlprozesses für einen Hersteller von Kommissionierrobotern. Ebenso wichtig kann die mechanische Anpassung sein.
Je nach Projekt kann die OEM-Anpassung Folgendes umfassen:
Schaftdurchmesser und -länge
Keilnut
Flacher Schaft
Hohlwelle
Quergebohrter Schaft
Getriebe
Bremse
Encoder
Stecker
Kabellänge
Montagekonfiguration
IP-Schutz
Dies kann besonders nützlich sein, wenn der Motor in einen vorhandenen Roboterarm, Greifer, Hebemechanismus oder ein kompaktes Chassis passen muss.
Für Maschinenbauer, die einen neuen Kommissionierroboter entwickeln, ist es oft effizienter, Motor, Antrieb, Getriebe, Encoder, Kommunikationsschnittstelle und mechanische Schnittstelle gemeinsam zu besprechen , als jede Komponente einzeln auszuwählen.
Eine zuverlässige Auswahl sollte auf dem gesamten Bewegungszyklus basieren.
Zum Beispiel:
Wählen Sie → Heben → Beschleunigen → Bewegen → Verlangsamen → Platzieren → Zurück
Bestimmen Sie für jede Phase:
Laden
Erforderliches Drehmoment
Erforderliche Geschwindigkeit
Beschleunigung
Positionierungsanforderung
Arbeitszyklus
Übersetzungsverhältnis
Encoder-Anforderung
Kommunikationsbedarf
Umgebungsbedingungen
Dieser Ansatz verhindert einen häufigen Auswahlfehler: die Auswahl eines Motors nur auf der Grundlage der Nennleistung oder Nutzlast.
Vor der Bestätigung einer Bestellung kann ein Hersteller von Kommissionierrobotern die folgende Checkliste verwenden:
Auswahlelement |
Was zu bestätigen ist |
|---|---|
Anwendung |
Arm, Handgelenk, Greifer, Heben, Linearachse, Förderband |
Nutzlast |
Maximale Arbeitslast |
Drehmoment |
Nenn- und Spitzendrehmoment |
Geschwindigkeit |
Erforderliche Betriebs- und Höchstgeschwindigkeit |
Beschleunigung |
Erforderliche Beschleunigung/Verzögerung |
Positionierung |
Anforderungen an Genauigkeit und Wiederholbarkeit |
Encoder |
Auflösungs- und Feedbackanforderungen |
Getriebe |
Übersetzung, Drehmoment, Wirkungsgrad, Spiel |
Bremse |
Ob eine vertikale Lasthaltung erforderlich ist |
Kommunikation |
EtherCAT- und Controller-Kompatibilität |
Schutz |
IP- und Umweltanforderungen |
Thermal |
Dauerbetrieb und Überlastbedingungen |
Mechanisch |
Welle, Halterung, Stecker und Kabel |
Anpassung |
Mechanische/elektrische OEM-Anforderungen |
Für Hersteller von Kommissionierrobotern ist der Motor nur ein Teil des Bewegungssteuerungssystems. Das praktische Ziel besteht darin, eine zu schaffen aufeinander abgestimmte Lösung aus Motor, Antrieb, Encoder, Getriebe und Kommunikation .
JKONGMOTOR bietet integrierte Servomotorkonfigurationen, die unterschiedliche Roboterbewegungsanforderungen abdecken, einschließlich integrierter Schrittservomotoren, Getriebeservomotoren, BLDC-Servomotoren, Linearbewegungslösungen, Motoren mit integrierter Bremse und anderen kundenspezifischen Konfigurationen.
Der OEM/ODM-Ansatz ermöglicht zudem die Anpassung der Motorkonfiguration an die mechanischen und elektrischen Anforderungen der Maschine.
Für ein neues Kommissionierungsroboterprojekt können Käufer die Nutzlast, den Achstyp, die Geschwindigkeit, die Beschleunigung, das Getriebeverhältnis, die Verfahrstrecke, den Arbeitszyklus, die Montageabmessungen und die Anforderungen an die Steuerung/Kommunikation angeben . Diese Parameter bieten einen praktischen Ausgangspunkt für die Auswahl des geeigneten integrierten EtherCAT-Servomotors.
Der richtige integrierte EtherCAT-Servomotor für einen Kommissionierroboter sollte entsprechend dem gesamten Bewegungssystem ausgewählt werden – und nicht nur nach der Motorleistung.
Die wichtigsten Faktoren sind Drehmoment, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Encoder-Feedback, EtherCAT-Kompatibilität, Getriebeanforderungen, Bremsanforderungen, thermische Leistung, Bauraum, Umweltschutz und OEM-Anpassung.
Wenn diese Faktoren zusammen bewertet werden, kann der integrierte Servomotor besser an jede Roboterachse angepasst werden und gleichzeitig dazu beitragen, die Verkabelung zu vereinfachen, den Schaltschrankbedarf zu reduzieren und koordinierte Mehrachsenbewegungen zu unterstützen.
Lagerrobotik beschränkt sich nicht mehr nur auf die einfache Automatisierung von Förderbändern. Moderne Lager nutzen Kommissionierroboter, AMRs, AS/RS-Systeme, Paletten-Shuttles, Sortiergeräte, Roboterarme und automatisierte Hebemechanismen, um Produkte zu bewegen, zu identifizieren, zu kommissionieren, zu lagern und abzurufen.
Diese Maschinen erfordern eine koordinierte Bewegung über mehrere Achsen. Ein integrierter EtherCAT-Servomotor kann Motor, Antrieb, Encoder und Echtzeit-Kommunikationsschnittstelle in einer kompakten Bewegungssteuerungseinheit kombinieren und eignet sich daher für Lagergeräte, bei denen Platz, Synchronisierung, Verkabelung und Positionierungsleistung wichtig sind.
Für Gerätehersteller ist die entscheidende Frage nicht nur, ob ein EtherCAT-Servomotor in der Lagerrobotik eingesetzt werden kann, sondern auch, wo er innerhalb der Maschinenarchitektur den größten praktischen Nutzen bietet.
Kommissionierroboter sind eine der direktesten Anwendungen für EtherCAT-integrierte Servomotoren.
Ein typischer Kommissionierroboter muss möglicherweise Folgendes koordinieren:
Roboterarmgelenke
Handgelenksrotation
Greiferbewegung
Vertikales Heben
Positionierung des Förderers
Produkttransfer
Während eines Kommissionierzyklus muss sich der Roboter möglicherweise schnell zu einem Zielort bewegen, für eine genaue Positionierung langsamer fahren, den Greifer betätigen und dann in seine Ausgangsposition zurückkehren.
Ein in EtherCAT integrierter Servomotor kann diese Art der mehrachsigen koordinierten Bewegung unterstützen und gleichzeitig die Anzahl der im Schaltschrank installierten separaten Antriebskomponenten reduzieren.
Für kompakte Roboterarme können auch integrierte Servomotoren mit Planetengetriebe in Betracht gezogen werden, wenn ein höheres Ausgangsdrehmoment bei begrenztem Einbauraum erforderlich ist.
Autonome mobile Roboter (AMRs) werden zunehmend eingesetzt für:
Gütertransport
Auftragserfüllung
Lieferung vom Regal zur Person
Behältertransport
Materialhandhabung
Lagerauffüllung
Das Antriebssystem benötigt eine kontrollierte Radgeschwindigkeit, -richtung, -beschleunigung und -verzögerung.
Integrierte Servomotoren können Motor und Elektronik in einem kompakten Modul vereinen und so die Verkabelung zwischen Motor und externem Antrieb reduzieren.
Bei mobilen Lagerrobotern kann die Auswahl DC-Servo, BLDC-Servo, Getriebeservo oder spezielle AGV/AMR-Servokonfigurationen umfassen.je nach Raddrehmoment, Fahrzeuggewicht, Geschwindigkeit, Batteriespannung und Steuerungsarchitektur
Wenn funktionale Sicherheit erforderlich ist, können Servokonfigurationen mit STO-bezogener Funktionalität als Teil des gesamten Maschinensicherheitsdesigns bewertet werden.
Automatisierte Lager- und Bereitstellungssysteme (AS/RS) verwenden Regalbediengeräte, um Waren aus Lagerstandorten mit hoher Dichte einzulagern und abzurufen.
Ein typischer Stapelkran kann mehrere wichtige Bewegungsachsen haben:
Horizontalfahrt → Vertikalhub → Gabelbewegung
Jede Achse hat unterschiedliche Anforderungen.
Die Fahrachse benötigt eine kontrollierte Beschleunigung, Verzögerung und Positionierung, um das Regalbediengerät präzise entlang der Lagergänge zu bewegen.
Die Hubachse muss erhebliche mechanische Belastungen bewältigen und erfordert möglicherweise ein höheres Drehmoment, ein geeignetes Getriebe und eine Bremsfunktion.
Der Gabelmechanismus erfordert eine wiederholbare Positionierung zum Einsetzen und Herausnehmen von Paletten oder Lagerbehältern.
EtherCAT kann besonders nützlich sein, wenn diese Achsen als Teil eines koordinierten Bewegungssteuerungssystems betrieben werden müssen.
Vierwege-Palettenshuttles erfordern kompakte und steuerbare Antriebssysteme, da sich das Fahrzeug innerhalb enger Lagerkanäle bewegen muss.
Abhängig vom Maschinendesign können integrierte Servomotoren verwendet werden für:
Vorwärts- und Rückwärtsbewegung
Seitwärtsbewegung
Hebemechanismen
Palettenpositionierung
Mechanische Hilfsfunktionen
Eine kompakte integrierte Servoarchitektur kann dazu beitragen, die externe Verkabelung zu reduzieren und die Installation im Shuttle zu vereinfachen.
Für Anwendungen, die hohe Untersetzungsverhältnisse oder ein kompaktes Getriebe erfordern, können integrierte Servokonfigurationen mit Getriebe entsprechend dem erforderlichen Raddrehmoment und der mechanischen Struktur bewertet werden.
Die Lagerautomatisierung hängt stark von Förderbändern und Transfermechanismen ab.
Diese Systeme können Folgendes transportieren:
Kartons
Tragetaschen
Mülleimer
Pakete
Paletten
Individuelle Produkte
Servogesteuerte Förderer können eine präzise Geschwindigkeitsregelung und Synchronisierung mit vor- und nachgeschalteten Geräten erfordern.
Ein in EtherCAT integrierter Servomotor kann dort eingesetzt werden, wo der Förderer eine koordinierte Steuerung mit anderen Achsen oder Maschinen benötigt.
Zum Beispiel:
Bildverarbeitungssystem → Kommissionierroboter → Förderband → Sortierer → Packstation
Wenn diese Maschinen Positions- und Zeitinformationen über eine gemeinsame Automatisierungsarchitektur austauschen, lässt sich eine koordinierte Bewegung einfacher implementieren.
Hochgeschwindigkeitssortiersysteme müssen Produkte nach Bestimmungsort, Größe, Reihenfolge oder anderen Identifikationskriterien bewegen.
Zu den Bewerbungen können gehören:
Querbandsortierer
Gleitschuhsortierer
Paketsortiersysteme
Umlenker
Rotierende Sortiermechanismen
Transfermodule
Sortiermechanismen führen häufig sich wiederholende Bewegungen mit relativ hohen Taktraten aus. Der Motor benötigt daher eine geeignete Geschwindigkeit, Beschleunigung, Positionierungsreaktion und thermische Leistung.
Je nach Mechanismus BLDC-Servomotoren, BLDC-Servomotoren mit Planetengetriebe oder integrierte Schrittmotoren in Betracht. kommen
Die endgültige Auswahl sollte auf der tatsächlichen Last, der Zykluszeit, dem Drehmoment und der mechanischen Übertragung basieren.
Lagerroboterarme können folgende Aufgaben ausführen:
Bin-Picking
Kartonkommissionierung
Palettieren
Depalettieren
Artikelsortierung
Fallbearbeitung
Unterschiedliche Gelenke stellen unterschiedliche mechanische Anforderungen.
Eine Handgelenksachse erfordert möglicherweise kompakte Abmessungen und eine schnelle Reaktion, während ein größeres Armgelenk möglicherweise ein höheres Ausgangsdrehmoment erfordert.
Hier können unterschiedliche integrierte Servokonfigurationen auf unterschiedliche Achsen abgestimmt werden.
integrierte Schrittservomotoren in Betracht gezogen werden. Für wiederholbare Positionierungsanwendungen können
integrierte Servomotoren mit Planetengetriebe in Betracht gezogen werden. Wenn ein höheres Ausgangsdrehmoment und ein kompaktes Getriebe erforderlich sind, können
Servomotoren mit integrierter Bremse können für vertikale Achsen evaluiert werden, bei denen kontrolliertes Halten erforderlich ist.
Bei der vertikalen Bewegung kommt eine zusätzliche Überlegung hinzu: die Schwerkraft.
Lagersysteme können servobetriebene Mechanismen verwenden für:
Hubtische
Vertikalförderer
Roboter-Z-Achsen
Lageraufzüge
Gabelmechanismen
Vertikale Transfereinheiten
Diese Anwendungen erfordern möglicherweise ein höheres Drehmoment bei niedriger Geschwindigkeit und ein kontrolliertes Halten, wenn das System stoppt.
Ein Servomotor mit integrierter Bremse kann in Betracht gezogen werden, wenn die mechanische Konstruktion eine motorseitige Haltefunktionalität erfordert.
Allerdings sollte die Bremse zusammen mit dem Getriebe, der mechanischen Belastung, dem Sicherheitssystem, der Notstopp-Strategie und den geltenden Maschinensicherheitsanforderungen bewertet werden.
In Ware-zur-Person-Lagern werden Produkte oder Lagerbehälter automatisch zu einem Bediener- oder Roboter-Kommissionierplatz transportiert.
Das System kann Folgendes umfassen:
Lagerung → Mobiler Roboter → Förderband → Kommissionierstation → Auftragserfüllung
Jede Stufe erfordert kontrollierte Bewegung und genaue Positionierung.
Integrierte Servomotoren können in den Bewegungs- und Positionierungsmechanismen eingesetzt werden, wenn eine Regelung mit geschlossenem Regelkreis und eine kompakte Installation wichtig sind.
Besonders nützlich ist EtherCAT dann, wenn mehrere Servoachsen Bewegungsinformationen mit einer zentralen Steuerung austauschen müssen.
Die Lagerabwicklung endet nicht mit der Produktabholung. Viele Systeme automatisieren auch:
Fallbildung
Produktplatzierung
Kartonhandling
Absacken
Beschriftung
Palettieren
Depalettieren
Diese Maschinen erfordern oft mehrere synchronisierte Servoachsen.
Beispielsweise kann ein Palettierroboter die Armbewegung, die Drehung des Handgelenks, das Heben und die Positionierung des Endeffektors koordinieren.
Eine EtherCAT-basierte integrierte Servoarchitektur kann dabei helfen, diese Bewegungsachsen mit der Maschinensteuerung zu verbinden und gleichzeitig den Motor und die Antriebselektronik nahe an der mechanischen Achse zu halten.
Nicht jeder Lagerroboter benötigt die gleiche Servoarchitektur.
Anwendung für Lagerrobotik |
Mögliche Servokonfiguration |
Wichtigste Überlegungen zur Auswahl |
|---|---|---|
Kommissionierender Roboterarm |
Integrierter Servo / Getriebeservo |
Positionierung, Drehmoment, Dynamik |
Roboterhandgelenk |
Integrierter Schrittservo / BLDC-Servo |
Kompakte Größe, Geschwindigkeit, Wiederholgenauigkeit |
Greifer |
Integrierter Schrittservo |
Positionskontrolle und kompakte Installation |
AMR-Antrieb |
DC/BLDC-Servo / Getriebeservo |
Raddrehmoment, Geschwindigkeit, Batteriespannung |
AS/RS-Fahrachse |
Integrierter Servo |
Geschwindigkeit, Beschleunigung, Positionierung |
AS/RS-Hubachse |
Getriebeservo + Bremse |
Lastmoment und Halten |
Gabelmechanismus |
Integrierter Servo / Linearservo |
Wiederholbare Positionierung |
Vier-Wege-Shuttle |
Integrierter Getriebeservo |
Kompakte Drehmomentübertragung |
Förderer |
BLDC-Servo / Integrierter Servo |
Geschwindigkeitsregulierung und Synchronisierung |
Sorter |
BLDC-Servo / Getriebe-BLDC-Servo |
Hohe Taktrate und dynamisches Ansprechverhalten |
Vertikaler Transfer |
Integrierter Bremsservo |
Lasthalte- und Sicherheitsdesign |
Outdoor/anspruchsvolle Umgebung |
IP65 Integrierter Servo |
Umweltschutz |
Die Tabelle sollte als Ausgangspunkt und nicht als feste Motorauswahlregel betrachtet werden. Die tatsächliche Auswahl hängt vom mechanischen Design und dem Betriebsprofil ab.
Der Hauptvorteil von EtherCAT in diesen Systemen liegt nicht nur in der Kommunikationsschnittstelle selbst. Sein Wert ergibt sich aus der Ermöglichung einer koordinierten industriellen Bewegungssteuerung über mehrere Geräte und Achsen hinweg.
Ein Lagerroboter muss möglicherweise Folgendes koordinieren:
Steuerung → Servoachse 1 → Servoachse 2 → Servoachse 3 → Greifer → Förderer
Mit einer EtherCAT-basierten Architektur kann der Maschinenbauer das Bewegungssystem rund um eine zentrale Steuerung und synchronisierte Servoachsen entwerfen.
Dies kann besonders nützlich sein für:
Mehrachsige Roboterarme
Hochgeschwindigkeits-Kommissionierung
Koordiniertes Heben und Fahren
Sortiermaschinen
Verpackungssysteme
Palettiersysteme
Automatisierte Materialhandhabung
Für Maschinenbauer kann diese Architektur auch den Bedarf an separaten Antriebsschränken und umfangreichen Motor-Antriebs-Verkabelungen reduzieren, wenn integrierte Servomotoren verwendet werden.
Vor der Auswahl eines integrierten EtherCAT-Servomotors sollten Käufer das vollständige Betriebsprofil bewerten.
Nutzlast
Lastträgheit
Übersetzungsverhältnis
Wellenkonfiguration
Montagemaße
Verfügbarer Installationsraum
Nenngeschwindigkeit
Höchstgeschwindigkeit
Nenndrehmoment
Spitzendrehmoment
Beschleunigung
Verzögerung
Positionierungsgenauigkeit
Arbeitszyklus
EtherCAT-Kompatibilität
Controller-Kompatibilität
Encoder-Auflösung
Mehrachssynchronisation
Netzwerkarchitektur
IP-Schutz
Umgebungstemperatur
Staub
Feuchtigkeit
Dauerbetrieb
Wärmeableitung
Schaftdurchmesser und -länge
Keilnut oder flach
Hohlwelle
Getriebe
Bremse
Encoder
Stecker
Kabel
Montagestruktur
Herkömmliche Servosysteme trennen häufig die Motor-, Antriebs-, Encoder-Feedback- und Kommunikationskomponenten.
Ein integrierter Servomotor vereint mehrere dieser Funktionen in einer kompakten Einheit.
Für die Lagerrobotik kann diese Architektur praktische Vorteile bieten:
Die Antriebselektronik ist in den Motor integriert, wodurch externe Verbindungen reduziert werden.
Einige antriebsbezogene Hardware kann vom Schrank näher an die mechanische Achse wandern.
Motor-, Antriebs-, Encoder- und Kommunikationsfunktionen können als ein Motion-Control-Modul konzipiert werden.
Für unterschiedliche Robotermechanismen können unterschiedliche Servo- und Getriebekonfigurationen ausgewählt werden.
Mechanische und elektrische Schnittstellen können für bestimmte Lagergeräte angepasst werden.
Integrierte EtherCAT-Servomotoren eignen sich für zahlreiche Bereiche der Lagerrobotik , von Kommissionierrobotern und AMRs bis hin zu AS/RS-Regalbediengeräten, Vier-Wege-Paletten-Shuttles, Förderbändern, Sortierern, Roboterarmen, Hebesystemen und automatisierten Verpackungsgeräten.
Der Schlüssel besteht darin, die Motorkonfiguration an die spezifische Achse anzupassen.
Für eine hochpräzise Positionierung kann ein integriertes Schrittservo sinnvoll sein. Für ein höheres Ausgangsdrehmoment kann ein Servo mit Planetengetriebe in Betracht gezogen werden. Für die vertikale Bewegung ist möglicherweise eine Konfiguration mit integrierter Bremse erforderlich. Für Hochgeschwindigkeitssortierung und dynamische Bewegung können BLDC-Servokonfigurationen evaluiert werden.
Für Hersteller von Lagerausrüstung bleiben Drehmoment, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Encoder-Feedback, Getriebeanforderungen, Kommunikationskompatibilität, thermische Leistung, Bauraum, Umweltschutz und OEM-Anpassung die wichtigsten Auswahlkriterien.
Die integrierte Servomotorplattform von JKONGMOTOR bietet verschiedene Konfigurationen für diese Bewegungsanforderungen und ermöglicht es Maschinenbauern, eine kompaktere und anwendungsspezifischere Bewegungssteuerungsarchitektur für moderne Lagerrobotik zu entwickeln.
Standardmotoren aus dem Katalog sind für viele Anwendungen nützlich, aber Hersteller von Robotergeräten haben häufig Anforderungen, die nicht perfekt zu einem Standardprodukt passen.
Beispielsweise kann ein Roboterhersteller ein bestimmtes Montagemuster, eine bestimmte Schaftlänge, einen bestimmten Encodertyp, einen bestimmten Stecker, eine bestimmte Kabelausrichtung oder ein bestimmtes Getriebeverhältnis erfordern.
Ein OEM/ODM-Lieferant integrierter Servomotoren kann den Motor um die Maschine herum entwickeln, anstatt die Maschine zu zwingen, einen Standardmotor einzubauen.
Ein typischer Anpassungsprozess kann Folgendes umfassen:
Anwendungsanalyse → Motorauswahl → Mechanisches Design → Servo- und Encoderkonfiguration → Prototyp → Tests → Validierung → Serienproduktion
Dieser Ansatz ist besonders wertvoll für Roboterhersteller, die Geräte für den Einsatz in großem Maßstab entwickeln.
Kommissionierroboter erfordern mehr als nur eine hohe Motorleistung. Sie benötigen schnelle Reaktion, genaue Positionierung, synchronisierte Mehrachsenbewegung, zuverlässige Rückmeldung, kompakte mechanische Integration und zuverlässige Kommunikation.
Ein integrierter EtherCAT-Servomotor erfüllt mehrere dieser Anforderungen, indem er Motor, Servoantrieb, Encoder und Echtzeit-Kommunikationsschnittstelle in einer kompakten Bewegungssteuerungseinheit kombiniert.
Für Hersteller von Kommissionierrobotern kann diese Architektur dazu beitragen, die Komplexität der Verkabelung zu reduzieren, die Installation zu vereinfachen, die Koordination mehrerer Achsen zu verbessern und schnellere, sich wiederholende Bewegungen zu unterstützen.
Der wichtigste Gesichtspunkt ist nach wie vor das vollständige Bewegungsprofil. Motordrehmoment, Drehzahl, Encoderauflösung, Trägheit, Getriebeübersetzung, thermische Leistung, Kommunikationskompatibilität und mechanische Abmessungen sollten alle gemeinsam bewertet werden.
Für OEM-Roboterausrüstungshersteller kann eine integrierte Servomotorplattform mit EtherCAT-Kommunikation und anpassbaren Motor-, Encoder-, Getriebe-, Bremsen- und Steckerkonfigurationen eine praktische Grundlage für die Entwicklung kompakter und skalierbarer Kommissionierrobotersysteme bieten.
Ein integrierter EtherCAT-Servomotor vereint Motor, Servoantrieb, Encoder und EtherCAT-Kommunikationsschnittstelle in einer kompakten Motion-Control-Einheit. Es ist für Anwendungen konzipiert, die eine Bewegungssteuerung im geschlossenen Regelkreis und einen koordinierten Betrieb zwischen mehreren Achsen erfordern.
Sie können in Kommissionierrobotern, AMRs, AS/RS-Regalbediengeräten, Vier-Wege-Paletten-Shuttles, Förderbändern, Sortiersystemen, Roboterarmen, Hebemechanismen und automatisierten Verpackungsanlagen eingesetzt werden.
Sie bieten Positionierung im geschlossenen Regelkreis, dynamische Bewegungssteuerung und Netzwerkkommunikation in einem kompakten Paket. Dies kann dazu beitragen, mehrachsige Roboterarchitekturen zu vereinfachen und die Verkabelung zwischen Motor und Antrieb zu reduzieren.
Ja. Je nach Fahrzeuggewicht, Raddrehmoment, Geschwindigkeit, Spannung und Steuerungsanforderungen können integrierte DC-Servo-, BLDC-Servo-, Getriebeservo- oder spezielle AGV/AMR-Servokonfigurationen in Betracht gezogen werden.
Ein integrierter Servomotor mit Getriebe kann geeignet sein, wenn die Hubachse ein höheres Ausgangsdrehmoment erfordert. Eine bremsenintegrierte Konfiguration kann auch dann in Betracht gezogen werden, wenn die mechanische Konstruktion ein kontrolliertes Halten einer vertikalen Last erfordert.
Ja. EtherCAT kann in mehrachsigen Bewegungsarchitekturen verwendet werden, in denen eine Steuerung Funktionen wie Roboterarmbewegung, Handgelenkdrehung, Heben, Greifer, Förderbänder oder andere Servoachsen koordiniert.
Zu den Schlüsselfaktoren gehören Nenn- und Spitzendrehmoment, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Lastträgheit, Positionierungsanforderungen, Encoderauflösung, Getriebeübersetzung, Bremsanforderungen, EtherCAT-Kompatibilität, Arbeitszyklus, thermische Bedingungen, IP-Schutz und mechanische Installationsabmessungen.
Ja. Planeten- und Schneckengetriebekonfigurationen können für Anwendungen in Betracht gezogen werden, die ein höheres Ausgangsdrehmoment, eine Drehzahlreduzierung, ein kompaktes Getriebe oder spezielle mechanische Anordnungen erfordern.
Je nach Hersteller und Projektanforderungen kann die Anpassung die Wellenabmessungen, Keilnuten, Montagekonfiguration, Getriebe, Bremse, Encoder, Steckverbinder, Kabel und IP-Schutz umfassen.
Beginnen Sie mit dem Achstyp, der Nutzlast, der erforderlichen Geschwindigkeit, der Beschleunigung, dem Drehmoment, dem Arbeitszyklus, dem Übersetzungsverhältnis, den Positionierungsanforderungen, der Kommunikationsarchitektur, dem Installationsraum und der Betriebsumgebung. Anhand dieser Parameter lässt sich dann die passende Motor-, Encoder-, Getriebe- und Kommunikationskonfiguration ermitteln.
