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Visualizzazioni: 0 Autore: Jkongmotor Orario di pubblicazione: 23/09/2026 Origine: Sito
I robot di prelievo stanno diventando una parte importante dei moderni magazzini, centri logistici, operazioni di e-commerce e sistemi automatizzati di movimentazione dei materiali. Con l’aumento dei volumi degli ordini, i magazzini necessitano di robot in grado di prelevare, spostare, posizionare e rilasciare i prodotti in modo rapido e preciso senza sacrificare l’affidabilità.
Al centro di questa performance c'è il sistema di movimento. Un robot di raccolta può avere una visione avanzata, intelligenza artificiale, software robotico e pinze sofisticate, ma queste tecnologie dipendono ancora da motori in grado di eseguire comandi di movimento in modo accurato e ripetuto.
Questo è dove un Il servomotore integrato EtherCAT può fornire un vantaggio pratico.
Combinando il servomotore, l'elettronica di azionamento, l'encoder e l'interfaccia di comunicazione in un'unica unità compatta, un servomotore integrato può ridurre la complessità del sistema fornendo al contempo il controllo preciso del movimento richiesto dai robot di prelievo. Quando si utilizza EtherCAT come rete di comunicazione, più assi del robot possono scambiare dati di movimento con il controller ad alta velocità e con tempi strettamente coordinati.
Per i produttori di attrezzature per magazzino, il risultato può essere un’architettura di controllo del movimento più compatta, reattiva e scalabile.
Un robot di prelievo è un sistema robotico automatizzato progettato per identificare, afferrare, spostare e posizionare prodotti o materiali. A seconda dell'applicazione, può funzionare in modo indipendente o come parte di un sistema di magazzino automatizzato più ampio.
I robot di prelievo tipici possono essere trovati in:
Centri logistici per l'e-commerce
Magazzini automatizzati
Centri di distribuzione
Sistemi di raccolta contenitori
Sistemi merce-a-persona
Sistemi automatizzati di stoccaggio e recupero
Operazioni di smistamento dei pacchi
Magazzini farmaceutici
Logistica alimentare e delle bevande
Produzione di sistemi di movimentazione dei materiali
Un tipico ciclo di picking può comportare diversi movimenti coordinati:
Avvicinati alla posizione di destinazione
Posizionare il braccio robotico o il meccanismo
Spostare la pinza verso il prodotto
Regola la posizione e l'orientamento
Afferrare il prodotto
Sollevare o spostare il prodotto
Trasportalo in un'altra posizione
Rilasciare il prodotto
Ritorna alla posizione di prelievo successiva
Ogni movimento richiede accelerazione, decelerazione, velocità e posizione controllate.
Ciò significa che il motore non è semplicemente responsabile del movimento del robot. Influisce direttamente sul tempo di ciclo, sulla precisione di posizionamento, sulla ripetibilità, sul consumo energetico, sulle vibrazioni e sull'affidabilità complessiva dell'apparecchiatura.
Le applicazioni di prelievo spesso combinano movimenti rapidi con avvii e arresti frequenti.
Un motore può accelerare rapidamente per raggiungere una posizione target, decelerare prima di raggiungere la destinazione, mantenere una posizione specifica, invertire la direzione e iniziare immediatamente un altro movimento.
Questo modello di funzionamento è molto diverso dalle applicazioni in cui un motore funziona continuamente a una velocità relativamente costante.
Un servomotore adatto per un robot di prelievo necessita quindi di diverse funzionalità importanti.
Il robot deve posizionare la pinza nella posizione corretta. Anche un piccolo errore di posizionamento può compromettere il successo della presa, soprattutto quando i prodotti sono fitti.
Un servomotore integrato con feedback dell'encoder può monitorare continuamente la posizione del motore e fornire un controllo ad anello chiuso.
I robot di prelievo sono progettati per completare rapidamente operazioni ripetitive.
Il motore deve rispondere rapidamente ai comandi per:
Accelerazione
Decelerazione
Cambiamenti di direzione
Cambiamenti di posizione
Variazioni di coppia
La velocità cambia
La rapida risposta del servo aiuta a ridurre i ritardi di movimento non necessari.
Le diverse fasi del processo di prelievo possono richiedere velocità diverse.
Ad esempio, un robot può muoversi rapidamente quando attraversa un'area vuota ma rallentare quando si avvicina a un prodotto.
Il servocontrollo consente al sistema di movimento di regolare dinamicamente la velocità in base all'operazione corrente.
I robot di prelievo industriale possono eseguire migliaia o addirittura milioni di cicli di movimento nel corso della loro vita operativa.
Il motore deve quindi mantenere prestazioni costanti durante il funzionamento ripetitivo anziché limitarsi a fornire prestazioni di picco elevate per brevi periodi.
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Servomotore CC integrato con freno |
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Lancia |
Vite di comando |
Modulo |
Movimento lineare |
Freno |
Cambio |
Riduttore a vite senza fine |
Fili |
Livello di protezione |
Livello di protezione |
Un robot di prelievo è costruito attorno a un semplice obiettivo: prelevare il prodotto giusto, nella posizione giusta, alla velocità giusta e ripetere il processo in modo affidabile.
In un moderno magazzino o sistema di evasione ordini, ciò sembra semplice. In pratica, un robot di prelievo potrebbe dover coordinare più assi, rispondere ai dati di visione artificiale, accelerare e decelerare ripetutamente, controllare una pinza o uno strumento all'estremità del braccio e mantenere un posizionamento accurato per migliaia di cicli.
Ciò rende la scelta del servomotore una parte importante della progettazione complessiva del robot.
Per i produttori di robot di prelievo, un servomotore integrato può essere particolarmente interessante perché motore, encoder e azionamento sono combinati in un'unica unità di controllo del movimento compatta. L'attuale piattaforma di servomotori integrata di JKONGMOTOR copre servomotori passo-passo integrati, servomotori passo-passo con ingranaggi, servomotori passo-passo lineari, servomotori DC/BLDC integrati, servomotori BLDC con ingranaggi, servomotori freno, servomotori IP65 e Servomotori AGV con STO . La piattaforma supporta uscite di potenza da 26 W a 1000 W e opzioni di controllo tra cui Pulse, RS485, CANopen ed EtherCAT.
Per i robot di prelievo, tuttavia, questi tipi di motore non sono intercambiabili. Ciascuna configurazione soddisfa un diverso requisito di movimento.
Un robot di prelievo combina tipicamente diversi tipi di movimento:
Posizionamento → Raggiungere → Prelievo → Sollevamento → Rotazione → Posizionamento → Ritorno
Il sistema di movimento deve quindi gestire accelerazioni e decelerazioni frequenti mantenendo al tempo stesso un feedback accurato della posizione.
Per un robot di prelievo, un servomotore integrato potrebbe dover fornire:
Posizionamento accurato a circuito chiuso
Accelerazione e decelerazione rapida
Coppia stabile a diverse velocità
Feedback dell'encoder
Alta ripetibilità
Installazione compatta
Cablaggio ridotto
Comunicazione multiasse
Opzioni di cambio adatte
Opzioni di freno per assi verticali
Tutela dell'ambiente dove richiesto
Compatibilità con il controller del robot
I sistemi pick-and-place del mondo reale utilizzano comunemente servomozioni coordinate e architetture basate su EtherCAT per applicazioni robotiche impegnative. Ad esempio, le soluzioni di picking industriale utilizzano EtherCAT per il movimento coordinato tra il controller e i servoassi, mentre i sistemi di visione forniscono le informazioni sulla posizione del prodotto necessarie per il picking.
Questo è il motivo per cui il motore dovrebbe essere selezionato in base all’asse del robot , anziché scegliere semplicemente un tipo di motore per l’intera macchina.
La struttura del prodotto JKONGMOTOR può essere intesa attraverso due grandi categorie:
Questi sono adatti per la presa di meccanismi robotici in cui sono importanti il posizionamento preciso, la coppia stabile, la ripetibilità e il controllo a circuito chiuso economicamente vantaggioso .
Questi sono più adatti per assi robot che richiedono risposta dinamica, funzionamento a velocità più elevata, integrazione compatta o densità di coppia più elevata.
Le configurazioni disponibili si estendono poi a ingranaggi planetari, ingranaggi a vite senza fine, movimento lineare, frenatura, protezione impermeabile e servosistemi specifici AGV/AMR.
Un servomotore passo-passo integrato combina un motore passo-passo, un encoder e un azionamento in un'unica unità a circuito chiuso.
Per un robot di prelievo, questa configurazione può essere presa in considerazione per assi in cui la priorità è il posizionamento accurato e ripetibile senza la complessità di una disposizione convenzionale separata di motore e azionamento.
Esempi tipici includono:
Assi di posizionamento pick-and-place
Meccanismi di posizionamento delle pinze
Piccoli bracci robotici
Posizionamento del trasportatore
Meccanismi di allineamento del prodotto
Attrezzature per l'imballaggio e lo smistamento
Automazione di magazzino compatta
L'encoder fornisce feedback all'azionamento integrato, consentendo al sistema di monitorare il movimento effettivo del motore anziché fare affidamento esclusivamente su un comando passo-passo ad anello aperto. JKONGMOTOR descrive questa configurazione come in grado di fornire posizionamento ad anello chiuso, coppia stabile e rischio ridotto di perdita di passi.
La precisione di prelievo è direttamente correlata alla coerenza con cui il robot riesce a posizionare il suo effettore finale.
Un servo passo-passo a circuito chiuso può quindi essere un'opzione pratica quando l'asse non richiede le prestazioni dinamiche di un servo AC di fascia alta ma necessita comunque di un feedback di posizione affidabile.
Alcuni assi dei robot di prelievo richiedono qualcosa di più della semplice precisione di posizionamento. Richiedono inoltre una coppia di uscita più elevata in un pacchetto compatto.
È qui che servomotore con riduttore epicicloidale integrato . diventa utile un
La configurazione combina:
Servomotore + Encoder + Azionamento + Riduttore epicicloidale
Il cambio riduce la velocità e aumenta la coppia in uscita mantenendo una struttura di trasmissione relativamente compatta.
Un servo integrato con riduttore epicicloidale può essere preso in considerazione per:
Giunti del braccio robotico
Meccanismi del polso
Assi di sollevamento verticali
Effetti finali pesanti
Meccanismi di movimentazione del prodotto
Assi di posizionamento ad alto carico
JKONGMOTOR descrive la sua configurazione servo BLDC con riduttore epicicloidale come una combinazione di motore, encoder, azionamento e riduttore epicicloidale, con un'enfasi sull'elevata densità di coppia e sul gioco ridotto.
Per un robot di prelievo, un gioco ridotto può essere particolarmente rilevante quando la pinza deve raggiungere una posizione precisa del prodotto.
Un servomotore integrato con ingranaggio a vite senza fine è un'altra opzione quando il meccanismo di raccolta richiede un rapporto di riduzione elevato o una disposizione meccanica ad angolo retto.
La configurazione integrata combina motore, encoder, azionamento e riduttore a vite senza fine.
Un riduttore a vite senza fine può essere utile quando il progettista del robot ha bisogno di:
Elevato rapporto di riduzione
Coppia in uscita più elevata
Trasmissione ad angolo retto compatta
Caratteristiche di tenuta del carico in progetti meccanici idonei
Ciò può essere rilevante per meccanismi di sollevamento, trasportatori, sistemi di posizionamento e meccanismi robotici compatti.
JKONGMOTOR descrive specificamente la sua configurazione servo BLDC con ingranaggio a vite senza fine come una soluzione ad angolo retto salvaspazio con coppia elevata e caratteristiche autobloccanti.
Per gli assi verticali critici per la sicurezza, tuttavia, è sempre necessario valutare l'intero progetto di tenuta del carico e di sicurezza anziché fare affidamento esclusivamente sulle caratteristiche del riduttore.
Non tutti i movimenti del robot di prelievo sono rotativi.
Molti sistemi di prelievo richiedono che l'effettore finale si muova lungo un asse lineare.
Per esempio:
Asse X → Asse Y → Asse Z → Pinza
Un servomotore passo-passo lineare integrato può combinare motore, encoder e azionamento in una soluzione compatta di movimento lineare a circuito chiuso.
La struttura del prodotto JKONGMOTOR comprende servo passo-passo lineare con vite a ricircolo di sfere, servo passo-passo lineare di tipo T e soluzioni di movimento lineare integrate.
Può essere considerato per:
Robot di prelievo cartesiani
Sistemi pick-and-place XYZ
Assi di prelievo verticali
Meccanismi di trasferimento del prodotto
Ispezione automatizzata
Sistemi di imballaggio
Sistemi di posizionamento di precisione
Per un robot di raccolta, i parametri chiave diventano la spinta lineare, la corsa, la velocità lineare, la precisione di posizionamento e il ciclo di lavoro , piuttosto che semplicemente la coppia rotatoria e il numero di giri.
Per un robot di prelievo ad alta velocità, un servomotore DC/BLDC integrato può essere una scelta più adatta quando la risposta dinamica e l'imballaggio compatto sono importanti.
L'architettura integrata unisce motore, encoder e azionamento.
Ciò può ridurre la quantità di apparecchiature esterne necessarie attorno all'asse del robot.
Design compatto degli assi
Cablaggio ridotto
Controllo della velocità ad anello chiuso
Controllo della posizione ad anello chiuso
Risposta rapida
Elevata efficienza operativa
Installazione semplificata
JKONGMOTOR descrive il suo servo DC integrato come un'unità compatta che combina motore, encoder e azionamento per un controllo accurato di velocità e posizione.
Per i produttori di robot, ciò può essere particolarmente utile quando lo spazio di installazione disponibile attorno a ciascun giunto è limitato.
Tra le diverse configurazioni, il servomotore BLDC con riduttore epicicloidale è particolarmente rilevante per le applicazioni di picking più impegnative.
L'architettura combina:
Servo BLDC + Encoder + Azionamento integrato + Riduttore epicicloidale
Ciò consente di ottenere un'elevata coppia in uscita senza utilizzare un motore sovradimensionato.
Potrebbe essere necessario che un robot di prelievo si muova rapidamente mentre trasporta una pinza e un prodotto. Il riduttore aiuta ad adattare la velocità e la coppia del motore agli effettivi requisiti meccanici del giunto del robot.
Robot di prelievo ad alta velocità
Braccia robotiche
Robot Delta
Robot di smistamento
Robot di imballaggio
Sistemi di movimentazione dei materiali
Attrezzature per magazzini automatizzati
I sistemi pick-and-place industriali richiedono comunemente un servomovimento coordinato ad alta velocità. EtherCAT viene utilizzato nelle architetture robotiche commerciali per sincronizzare il movimento su più assi.
Un servomotore BLDC con riduttore a vite senza fine è utile quando l'imballaggio meccanico è importante quanto le prestazioni del motore.
Il riduttore ad angolo retto può facilitare il posizionamento del motore all'interno di una struttura robotica compatta.
Questo può essere utile per:
Bracci robotici compatti
Meccanismi di trasporto
Sistemi di trasferimento dei prodotti
Posizionamento rotatorio
Meccanismi di sollevamento
Automazione con vincoli di spazio
L'architettura integrata evita inoltre di dover installare il motore, il servoazionamento esterno e il riduttore come tre componenti separati.
Un robot di prelievo può avere un asse verticale che solleva un prodotto, una pinza o un meccanismo robotico.
In questa situazione, la frenatura può diventare un'importante considerazione di progettazione.
Un servomotore con freno integrato combina:
Motore + Encoder + Azionamento + Freno Elettromagnetico
Il freno può aiutare a trattenere un carico quando viene rimossa l'alimentazione, a seconda della progettazione meccanica e di sicurezza completa.
JKONGMOTOR elenca le configurazioni di servo DC con freno integrato all'interno della sua gamma di servomotori integrati e le descrive per applicazioni come assi verticali e macchinari automatizzati.
Sollevamento dell'asse Z
Bracci robotici verticali
Ascensori di prodotto
Meccanismi di sollevamento pick-and-place
Attrezzature per magazzini automatizzati
Per un asse robot verticale, gli ingegneri dovrebbero valutare insieme la coppia frenante, l'inerzia del carico, i requisiti di arresto, il comportamento di emergenza e l'architettura di sicurezza della macchina .
I robot di raccolta utilizzati nella lavorazione alimentare, nella logistica esterna o in ambienti industriali polverosi possono richiedere un’ulteriore protezione ambientale.
JKONGMOTOR fornisce una configurazione servomotore CC integrata IP65 con motore, driver ed encoder racchiusi in un alloggiamento protetto.
Le potenziali applicazioni includono:
Manipolazione degli alimenti
Sistemi di picking all'aperto
Logistica industriale
Ambienti polverosi
Automazione mobile
Movimentazione dei materiali
Il livello di protezione corretto deve essere sempre determinato in base all'ambiente operativo effettivo.
Sebbene un AGV o un AMR siano diversi da un robot di prelievo stazionario, i sistemi di prelievo mobili combinano sempre più il prelievo robotizzato con il trasporto autonomo.
Per questi sistemi, JKONGMOTOR offre un servomotore DC AGV con STO (Safe Torque Off).
La pagina del prodotto descrive questa configurazione come in grado di fornire un controllo preciso del movimento, un'elevata densità di coppia, una risposta rapida e un supporto di sicurezza funzionale per AGV, logistica intelligente, robotica e automazione industriale.
Questo tipo di motore può quindi essere rilevante quando un robot di prelievo è integrato in una piattaforma robotica mobile.
Un modo utile per selezionare il motore è associare il tipo di motore al movimento effettivo del robot.
Requisiti del robot di raccolta |
Configurazione servo integrata |
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Posizionamento preciso |
Servo passo-passo integrato |
Coppia elevata + dimensioni compatte |
Servo con riduttore planetario |
Elevato rapporto di riduzione |
Servo con ingranaggio a vite senza fine |
Movimento lineare X/Y/Z |
Servo passo-passo lineare integrato |
Movimento rotatorio dinamico veloce |
Servo DC/BLDC integrato |
Elevata densità di coppia |
Servo BLDC con ingranaggio planetario |
Trasmissione ad angolo retto |
Servo BLDC con ingranaggio a vite senza fine |
Mantenimento del carico verticale |
Servofreno integrato |
Esposizione a polvere/acqua |
Servo integrato IP65 |
Picking mobile/AMR |
Servo DC AGV/AMR con STO |
Questa classificazione basata sull'applicazione è più utile per i progettisti di robot rispetto al semplice confronto dei nomi dei motori.
Un servomotore integrato EtherCAT combina diversi componenti di controllo del movimento in un unico gruppo motore compatto.
A seconda dell'architettura del prodotto, l'unità integrata può includere:
Servomotore
Servoazionamento
Codificatore
Elettronica di controllo del movimento
Interfaccia di comunicazione EtherCAT
Funzioni di protezione
Freno opzionale
Cambio opzionale
I servosistemi tradizionali spesso posizionano il motore e l'azionamento in posizioni separate.
Il controller invia comandi a un servoazionamento esterno, mentre l'azionamento controlla il motore tramite un cablaggio separato.
Un servomotore integrato sposta gran parte di questa funzionalità direttamente nel gruppo motore.
Ciò può semplificare notevolmente la progettazione meccanica ed elettrica di un robot di prelievo.
EtherCAT è una tecnologia di comunicazione Ethernet industriale in tempo reale ampiamente utilizzata in applicazioni che richiedono il controllo del movimento coordinato.
Per un robot di prelievo, questo è importante perché potrebbe essere necessario che più assi si muovano insieme.
Consideriamo un braccio robotico con più assi.
Il controllore potrebbe avere la necessità di controllare contemporaneamente:
Rotazione della base
Movimento della spalla
Movimento del gomito
Rotazione del polso
Posizionamento del polso
Movimento della pinza
Se questi assi non si muovono in modo coordinato, il robot potrebbe riscontrare errori di traiettoria, vibrazioni non necessarie o tempi di ciclo più lunghi.
EtherCAT fornisce un'architettura di comunicazione adatta al controllo del movimento multiasse sincronizzato ad alta velocità.
I robot di raccolta cambiano spesso i comandi di movimento.
EtherCAT consente lo scambio rapido dei dati di controllo del movimento tra il controller e i servoassi.
Ciò supporta il controllo reattivo durante i movimenti robotici ad alta velocità.
Il movimento del robot è raramente limitato a un singolo motore.
Potrebbe essere necessario che diversi assi debbano accelerare e decelerare in tempi perfettamente coordinati.
I servosistemi basati su EtherCAT possono sincronizzare più servoassi, aiutando il robot a seguire la traiettoria pianificata in modo più accurato.
Nelle applicazioni robotiche ad alta velocità, il ritardo della comunicazione può influire sulla coordinazione del movimento.
Una rete di comunicazione in tempo reale aiuta a ridurre l’incertezza tra la trasmissione dei comandi e la risposta del motore.
Ciò è particolarmente utile quando più servomotori funzionano contemporaneamente.
EtherCAT può connettere più servoazionamenti attraverso una rete Ethernet industriale.
Quando integrata nel servomotore, l'interfaccia di comunicazione si trova all'interno del gruppo motore stesso.
Ciò può ridurre la quantità di hardware esterno richiesto nel quadro elettrico.
Il vantaggio più grande non è semplicemente che il motore è più piccolo.
Il vero vantaggio deriva dalla combinazione di controllo del movimento, feedback, comunicazione e tecnologia del motore in un sistema coordinato.
I servosistemi convenzionali possono richiedere connessioni separate tra:
Motore e guida
Encoder e azionamento
Controller e guida
Sistema frenante e di controllo
Dispositivi I/O aggiuntivi
Un servomotore integrato può ridurre alcune di queste connessioni esterne.
Per i robot di prelievo compatti, ciò può essere particolarmente utile perché lo spazio interno limitato rende difficile il passaggio dei cavi.
Un minor numero di componenti esterni può anche rendere più semplici l’assemblaggio e la manutenzione della macchina.
I robot da magazzino spesso devono operare in spazi ristretti.
Un armadio elettrico di grandi dimensioni o più unità esterne possono aumentare l'ingombro complessivo del sistema.
L'integrazione dell'elettronica di azionamento nel motore consente ai produttori di spostare parte del sistema di controllo del movimento direttamente sull'asse meccanico.
Ciò può contribuire a un’architettura del robot più compatta.
L'encoder fornisce un feedback di posizione al sistema di servocontrollo.
Invece di comandare semplicemente al motore di ruotare di una certa quantità e presumere che il movimento sia avvenuto correttamente, il servosistema può utilizzare il feedback per correggere gli errori di movimento.
Per i robot di prelievo, ciò supporta il posizionamento accurato del braccio robotico e della pinza.
Il tempo di ciclo è uno degli indicatori di prestazione più importanti per l'automazione del magazzino.
Se il robot riesce ad accelerare più velocemente, raggiungere l'obiettivo con precisione, decelerare dolcemente e iniziare immediatamente l'operazione successiva, il tempo richiesto per ciascun ciclo di prelievo può diminuire.
Un'architettura servo EtherCAT ad alta risposta supporta questo tipo di profilo di movimento.
Un braccio robotico potrebbe aver bisogno di più assi per muoversi simultaneamente.
Ad esempio, l'asse della spalla può accelerare mentre il polso ruota e la base cambia direzione.
Il controllo sincronizzato basato su EtherCAT può aiutare questi assi a funzionare come un sistema di movimento coordinato anziché come motori indipendenti.
Per i produttori di apparecchiature, il tempo di integrazione è una considerazione importante.
Un servomotore integrato può ridurre il numero di componenti separati che devono essere selezionati, installati, cablati e testati.
Questo può semplificare:
Progettazione elettrica
Progettazione del pannello
Instradamento dei cavi
Messa in servizio
Manutenzione
Gestione dei pezzi di ricambio
La scelta di un servomotore integrato EtherCAT dovrebbe iniziare con i requisiti di movimento effettivi del robot piuttosto che semplicemente selezionando il motore con la potenza nominale più elevata.
La coppia nominale determina la capacità di funzionamento continuo del motore.
La coppia di picco diventa importante durante l'accelerazione, i movimenti rapidi, il sollevamento e i cambiamenti improvvisi del carico.
Per i robot di prelievo, è necessario considerare entrambi i valori.
La velocità del motore richiesta dipende dalla trasmissione meccanica, dalla geometria del braccio, dal rapporto di trasmissione e dal tempo di ciclo del robot richiesto.
Un motore ad alta velocità non produce automaticamente un robot più veloce. Il sistema meccanico completo deve essere adattato al motore.
Le prestazioni dell'encoder influiscono sulla qualità del feedback e sul controllo del posizionamento.
Il feedback ad alta risoluzione può essere prezioso per le applicazioni che richiedono un posizionamento preciso e un funzionamento regolare a bassa velocità.
Alcuni assi del robot di prelievo richiedono una velocità elevata, mentre altri richiedono una coppia elevata.
A seconda del design dell'asse, può essere appropriato un riduttore epicicloidale, un riduttore armonico o un altro meccanismo di riduzione.
Il rapporto del cambio deve essere selezionato in base a:
Velocità di uscita richiesta
Coppia di uscita richiesta
Inerzia
Accelerazione
Requisiti di gioco
Dimensioni meccaniche
Per gli assi verticali può essere importante un freno.
Se l'alimentazione viene rimossa, potrebbe essere necessario che un meccanismo verticale mantenga la sua posizione invece di cadere a causa della gravità.
Per questo tipo di applicazione, un servomotore integrato con freno opzionale può semplificare la progettazione dell'asse.
Per i produttori di robot, la scelta di un servomotore non è solo una questione di coppia e velocità. Il motore deve funzionare come parte dell'intero sistema robotico, compreso il controller, l'encoder, il cambio, il braccio del robot, la pinza, il sistema di visione e la rete di comunicazione.
Questo è il motivo per cui molti produttori di apparecchiature considerano i servomotori integrati per le applicazioni robotiche di prelievo. Combinando motore, encoder ed elettronica di azionamento in un'unica unità compatta, un servomotore integrato può semplificare l'architettura di movimento del robot supportando al contempo il movimento preciso e ripetibile richiesto per il prelievo automatizzato.
I robot di prelievo spesso hanno severi requisiti di spazio meccanico. Un servosistema convenzionale può richiedere un motore separato, un servoazionamento, un cablaggio dell'encoder e componenti elettrici aggiuntivi.
Un servomotore integrato riunisce i componenti chiave del controllo del movimento in un unico alloggiamento.
Ciò può aiutare gli OEM:
Ridurre lo spazio di installazione
Semplificare i layout meccanici
Ridurre i componenti dell'unità esterna
Migliorare il passaggio dei cavi
Costruisci assi robot più compatti
Per i bracci robotici e i meccanismi pick-and-place compatti, il risparmio di spazio attorno a ciascun giunto può facilitare la progettazione dell’intera macchina.
Un servosistema convenzionale può richiedere più cavi tra il motore, l'encoder, l'azionamento, il controller e altri componenti.
Con un servomotore integrato, l'elettronica di azionamento e feedback è incorporata nel gruppo motore.
Ciò può ridurre la complessità del cablaggio e rendere l'installazione più semplice.
Per un robot di prelievo a più assi, un minor numero di componenti esterni può anche rendere la macchina più pulita e più facile da assemblare.
I robot di prelievo devono posizionare le loro pinze in modo accurato.
Se la pinza si avvicina a un prodotto con un errore di posizionamento eccessivo, il robot potrebbe non riuscire a prendere l'articolo o richiedere un ulteriore movimento di correzione.
Un servomotore integrato utilizza il feedback dell'encoder per monitorare la posizione del motore e supportare il controllo ad anello chiuso.
Ciò è particolarmente utile per:
Posizionamento del braccio robotico
Posizionamento della pinza
Allineamento del prodotto
Monitoraggio del trasportatore
Meccanismi di pick-and-place
Sistemi di trasferimento di precisione
Il risultato è un sistema di movimento progettato attorno al feedback piuttosto che al solo movimento del motore ad anello aperto.
Un robot di prelievo può ripetere lo stesso movimento migliaia di volte durante un turno di produzione.
Ogni ciclo può includere:
Accelerazione → Movimento ad alta velocità → Decelerazione → Posizionamento → Prelievo → Retrazione
Il servomotore deve quindi rispondere rapidamente ai cambiamenti di velocità e comandi di posizione.
Le configurazioni servo DC e BLDC integrate possono essere utilizzate quando il robot richiede movimento dinamico e rapida accelerazione/decelerazione.
Per gli assi con carico più elevato, un servo integrato con ingranaggi può fornire la moltiplicazione della coppia necessaria per spostare il meccanismo senza richiedere un motore inutilmente grande.
Un robot di raccolta raramente si affida a un solo motore.
Un braccio robotico può avere più servoassi che controllano:
Rotazione della base
Movimento del braccio
Movimento del gomito
Rotazione del polso
Movimento verticale
Posizionamento della pinza
Questi assi devono lavorare insieme per seguire la traiettoria pianificata del robot.
Con opzioni di comunicazione come CANopen ed EtherCAT , i servomotori integrati possono diventare parte di un'architettura di controllo del movimento multiasse collegata in rete.
EtherCAT è particolarmente rilevante quando il robot richiede un movimento sincronizzato in tempo reale tra più servoassi.
Un altro motivo per cui i clienti scelgono i servomotori integrati è che una famiglia di prodotti può coprire diversi requisiti meccanici.
Per esempio:
Requisiti del robot di raccolta |
Tipo di servo integrato adatto |
|---|---|
Posizionamento preciso |
Servo passo-passo integrato |
Coppia di uscita elevata |
Servo con riduttore planetario |
Elevato rapporto di riduzione |
Servo con ingranaggio a vite senza fine |
Movimento lineare |
Servo lineare integrato |
Movimento dinamico veloce |
Servo CC/BLDC |
Sollevamento verticale |
Servofreno integrato |
Esposizione a polvere o acqua |
Servo integrato IP65 |
Piattaforma di picking mobile |
Servo AGV/AMR con STO |
Ciò offre ai produttori OEM maggiore flessibilità nella progettazione di diversi assi robot.
Alcuni robot di raccolta devono spostare carichi utili relativamente pesanti mantenendo compatto il braccio robotico.
Un servomotore integrato con riduttore epicicloidale può aumentare la coppia di uscita riducendo la velocità di uscita.
Ciò lo rende utile per:
Bracci di raccolta per carichi pesanti
Assi di sollevamento verticali
Pinze di grandi dimensioni
Posizionamento ad alto carico
Meccanismi di movimentazione dei materiali
Il motore e il riduttore integrati riducono inoltre la necessità di installare diversi componenti indipendenti attorno al giunto del robot.
Gli assi verticali del robot introducono un’altra considerazione: la gravità.
Quando viene interrotta l'alimentazione, potrebbe essere necessario che un carico verticale rimanga in posizione.
Un servomotore con freno integrato può fornire una funzione di tenuta meccanica se selezionato correttamente e incorporato nel progetto di sicurezza della macchina.
Questo può essere utile per:
Meccanismi dell'asse Z
Bracci robotici verticali
Sistemi di sollevamento prodotti
Attrezzature per lo stoccaggio automatizzato
Ascensori pick-and-place
Per queste applicazioni, gli ingegneri dovrebbero valutare la coppia frenante, l'inerzia del carico, il comportamento di arresto e l'intero sistema di sicurezza della macchina.
I produttori di robot di prelievo non utilizzano tutti la stessa architettura di controllo.
A seconda della macchina, il servosistema potrebbe dover comunicare attraverso:
Impulso
RS485/Modbus-RTU
CANopen
EtherCAT
Fornire diverse opzioni di controllo consente di abbinare il servomotore integrato a diversi PLC, controller di movimento, controller di robot e architetture di automazione.
Per un meccanismo di posizionamento semplice, il controllo degli impulsi può essere sufficiente.
Per un robot di prelievo multiasse collegato in rete, CANopen o EtherCAT potrebbero essere più appropriati.
Il motore deve adattarsi fisicamente al robot.
Ciò sembra ovvio, ma può diventare un grave problema tecnico quando un motore standard ha la lunghezza dell'albero, la disposizione di montaggio, la posizione del connettore o la configurazione del riduttore errati.
Per i produttori di robot di prelievo OEM, la personalizzazione può includere:
Diametro dell'albero
Lunghezza dell'albero
Chiavetta
Albero piatto
Albero cavo
Cambio
Rapporto di trasmissione
Freno
Codificatore
Connettore
Cavo
Configurazione di montaggio
Protezione IP
Ciò consente di adattare il motore al robot invece di forzare la struttura del robot ad accogliere un motore standard.
Le architetture servo tradizionali possono richiedere più servoazionamenti esterni all'interno di un armadio di controllo.
Quando l'azionamento è integrato nel motore, parte dell'elettronica di controllo del movimento si sposta direttamente sull'asse del robot.
Per i robot di prelievo compatti, ciò può potenzialmente ridurre le dimensioni dell'armadio e liberare spazio prezioso per altri componenti come:
PLC
PC industriale
Controllore della visione
Controllore di sicurezza
Alimentazione elettrica
Apparecchiature di comunicazione
Ciò è particolarmente utile quando il robot stesso ha un quadro elettrico limitato.
Un servomotore integrato può anche semplificare l'architettura della macchina.
Invece di risolvere i problemi di diversi componenti separati, gli ingegneri possono lavorare con un'unità di controllo del movimento più consolidata.
Per i produttori OEM, ciò può semplificare:
Progettazione → Assemblaggio → Cablaggio → Messa in servizio → Collaudo → Manutenzione
Può anche ridurre il numero di componenti separati che devono essere specificati e gestiti in produzione.
I servomotori integrati non si limitano a un solo tipo di robot di prelievo.
Possono essere presi in considerazione per:
Sistemi di prelievo con bracci robotizzati
Robot di prelievo cartesiani
Robot pick-and-place Delta
Robot per la raccolta dei contenitori
Robot merci-persona
Sistemi di picking di magazzino
Macchine per il confezionamento e la raccolta
Robot di smistamento
Robot mobili per la raccolta
Sistemi di picking basati su AMR
La configurazione del motore deve essere selezionata in base all'asse specifico, al carico utile, alla velocità, al ciclo di lavoro e alle condizioni ambientali.
Dal punto di vista dell'acquisto OEM, i clienti in genere devono valutare qualcosa di più della potenza nominale del motore.
Le principali domande tecniche includono:
Quanta coppia richiede l'asse?
Quale velocità massima è richiesta?
Quanto velocemente deve accelerare e decelerare il robot?
Quale precisione di posizionamento è richiesta?
Qual è l'effettiva inerzia del carico?
L'asse necessita di un riduttore?
L'asse verticale necessita di un freno?
Quale configurazione dell'encoder è richiesta?
Il controller supporta EtherCAT, CANopen, RS485 o Pulse?
Quale livello di protezione IP è richiesto?
È possibile personalizzare l'albero, il connettore, il riduttore e le dimensioni di montaggio?
Queste domande aiutano il produttore a selezionare un servomotore in base al profilo di movimento effettivo del robot anziché semplicemente scegliere un motore in base alla potenza nominale.
I produttori di robot di raccolta spesso sviluppano le proprie strutture meccaniche, algoritmi di controllo, pinze e architetture di sistema.
Di conseguenza, un motore standard del catalogo potrebbe non adattarsi sempre perfettamente.
Un fornitore esperto di servomotori integrati può collaborare con l'OEM durante il processo di sviluppo per valutare:
Requisiti dell'applicazione → Selezione del motore → Calcolo della coppia → Progettazione meccanica → Prototipo → Test → Ottimizzazione → Produzione di massa
Questo approccio è particolarmente utile quando il cliente necessita di un albero, un riduttore, un encoder, un'interfaccia di comunicazione, un freno, un connettore, un cavo o un alloggiamento personalizzati.
Per la produzione di robot di prelievo in grandi volumi, la personalizzazione può anche aiutare a creare una configurazione del motore più coerente sull’intera piattaforma del robot.
Il motivo fondamentale per cui i clienti considerano i servomotori integrati è la capacità di combinare diverse funzioni di controllo del movimento in un'unica unità.
Invece di progettare intorno a:
Motore + Encoder esterno + Servoazionamento + Cablaggio aggiuntivo + Riduttore separato
un OEM può potenzialmente costruire l'asse attorno a:
Servomotore integrato + riduttore + comunicazione industriale
Questa architettura può ridurre la complessità del sistema fornendo al contempo il feedback a circuito chiuso, la risposta dinamica e il controllo coordinato richiesti dai moderni robot di prelievo.
Per il prelievo in magazzino ad alta velocità, i bracci robotici, lo smistamento automatizzato, l'imballaggio e i sistemi di prelievo mobili , i servomotori integrati forniscono una base flessibile per lo sviluppo di sistemi di controllo del movimento compatti e scalabili.
I clienti scelgono i servomotori integrati per i robot di prelievo perché possono soddisfare contemporaneamente diversi requisiti pratici di ingegneria:
Installazione compatta
Cablaggio ridotto
Posizionamento a circuito chiuso
Risposta dinamica veloce
Comunicazione multiasse
Opzioni di cambio flessibili
Configurazioni dei freni
Protezione dell'ambiente
Personalizzazione OEM
Integrazione del sistema semplificata
Per la scelta dei produttori di robot, la considerazione più importante non è semplicemente selezionare il motore più potente. Seleziona la giusta configurazione del servo integrato per ciascun asse del robot , in base a carico, coppia, velocità, inerzia, precisione di posizionamento, protocollo di comunicazione, condizioni ambientali e struttura meccanica.
Questo approccio focalizzato sull'applicazione consente al servomotore integrato di diventare parte dell'architettura di movimento complessiva del robot piuttosto che semplicemente un altro componente individuale.
Un servosistema tradizionale generalmente separa il motore e l'azionamento.
Un servomotore integrato li combina.
Caratteristica |
Servosistema tradizionale |
Servomotore integrato EtherCAT |
|---|---|---|
Motore |
Separato |
Integrato |
Servoazionamento |
Esterno |
Integrato |
Codificatore |
Collegamento separato |
Architettura di feedback integrata |
EtherCAT |
Interfaccia unità esterna |
Comunicazione integrata |
Cablaggio |
Più ampio |
Potenzialmente ridotto |
Installazione |
Più componenti |
Più compatto |
Armadio di controllo |
Più hardware |
Potenzialmente più piccolo |
Sincronizzazione multiasse |
Supportato |
Supportato tramite l'architettura EtherCAT |
Manutenzione |
Componenti multipli |
Meno componenti separati |
Personalizzazione OEM |
Disponibile |
Altamente configurabile a seconda del fornitore |
L'architettura appropriata dipende dalla progettazione del robot. I sistemi di grandi dimensioni con armadi centralizzati possono comunque trarre vantaggio dai servoazionamenti tradizionali, mentre le apparecchiature robotiche compatte possono trarre notevoli vantaggi dall’architettura servo integrata.
I robot di prelievo spesso operano ininterrottamente durante i turni di magazzino.
Ciò significa che le prestazioni termiche non dovrebbero essere trascurate.
Un motore può funzionare bene durante un breve test di laboratorio ma subire un aumento di temperatura durante il funzionamento continuo e ripetitivo.
Quando si seleziona un servomotore integrato, i produttori dovrebbero valutare:
Coppia continua
Durata della coppia di picco
Ciclo di lavoro
Temperatura ambiente
Temperatura dell'alloggiamento del motore
Temperatura dell'elettronica interna
Condizioni di raffreddamento
Protezione da sovraccarico
Un motore adeguatamente accoppiato dovrebbe fornire una coppia sufficiente senza funzionare continuamente vicino ai suoi limiti termici.
Un robot di prelievo non può permettersi frequenti interruzioni della comunicazione.
Potrebbe essere necessario che il controller di movimento, i servomotori, i sensori, il sistema di visione e il software del robot funzionino insieme.
La comunicazione EtherCAT dovrebbe quindi essere valutata come parte dell'architettura di controllo completa.
Considerazioni importanti includono:
Topologia di rete
Qualità del cavo
Affidabilità del connettore
Prestazioni EMC
Messa a terra
Configurazione di rete
Compatibilità del controller
Compatibilità del servoazionamento
Funzioni diagnostiche
Un'architettura di comunicazione affidabile aiuta a ridurre i tempi di inattività imprevisti nelle apparecchiature di magazzino automatizzate.
Selezionando il diritto Il servomotore integrato EtherCAT per un robot di prelievo non è semplicemente una questione di scelta della corretta potenza del motore. Il motore deve corrispondere al carico, alla coppia, alla velocità, all'accelerazione, alla precisione di posizionamento, alla struttura meccanica, all'architettura di comunicazione e all'ambiente operativo del robot.
Per i robot di prelievo, questi requisiti diventano ancora più importanti perché il robot può eseguire centinaia o migliaia di cicli di prelievo e posizionamento ripetitivi coordinando più assi. Un servomotore integrato EtherCAT opportunamente selezionato può semplificare l'architettura della macchina combinando motore, azionamento, encoder e interfaccia di comunicazione in un'unità di controllo del movimento compatta.
Il primo passo è identificare di cosa ha effettivamente bisogno il motore per muoversi.
Un robot di prelievo può contenere diversi assi di movimento, come ad esempio:
Assi lineari X/Y/Z
Giunti del braccio robotico
Rotazione del polso
Meccanismi di presa
Meccanismi di trasporto o trasferimento
Assi di sollevamento verticali
Assi di posizionamento rotanti
Assi diversi hanno requisiti diversi di coppia, velocità e trasmissione.
Ad esempio, un asse orizzontale ad alta velocità può dare priorità alla risposta dinamica e all'accelerazione , mentre un asse di sollevamento verticale può richiedere una coppia di uscita più elevata e un freno . Una pinza compatta potrebbe necessitare di un posizionamento preciso piuttosto che di un'elevata potenza continua.
Pertanto, selezionare un motore identico per ogni asse non è sempre l'approccio più efficace.
La coppia è uno dei parametri più importanti quando si seleziona un servomotore integrato per un robot di prelievo.
La coppia richiesta dovrebbe considerare più del carico utile stesso. Il calcolo può includere:
Peso del carico utile
Peso del braccio del robot
Peso dell'effettore finale
Rapporto del cambio
Accelerazione e decelerazione
Attrito
Efficienza della trasmissione
Forza di sollevamento verticale
Resistenza meccanica esterna
Inerzia del carico
Per gli assi rotanti, la relazione di base può essere espressa come:
Coppia richiesta = coppia di accelerazione + coppia di carico + coppia di attrito + margine di sicurezza
Per un asse verticale bisogna considerare anche la gravità.
Un motore che appare adeguato solo in base al carico utile nominale potrebbe sperimentare una coppia di picco eccessiva durante l'accelerazione, la decelerazione o l'arresto di emergenza. Per questo motivo, gli acquirenti dovrebbero valutare sia la coppia nominale che la coppia di picco.
I robot di prelievo spesso necessitano di movimenti rapidi tra le posizioni di prelievo e posizionamento. Il servomotore necessita quindi di velocità e risposta dinamica sufficienti.
Quando si confrontano i motori, controllare:
Velocità nominale
Velocità massima
Capacità di accelerazione
Capacità di decelerazione
Coppia di picco
Risposta di posizionamento
Prestazioni in servizio continuo
L’alta velocità non è automaticamente migliore. Il motore deve mantenere un funzionamento stabile durante lo spostamento del carico effettivo.
Per un robot che esegue movimenti brevi e ripetitivi, il profilo di accelerazione può essere importante quanto il numero di giri massimo. Un motore adatto dovrebbe fornire una coppia sufficiente durante l'accelerazione senza un riscaldamento eccessivo.
I robot di prelievo lavorano spesso con la visione artificiale, coordinate predefinite, trasportatori e pinze robotiche. Il motore deve quindi fornire un feedback di posizione affidabile.
Un servomotore integrato con encoder consente al sistema di controllo di monitorare la posizione del motore e regolare il movimento di conseguenza.
Nella scelta del motore considerare:
Risoluzione dell'encoder
Metodo del feedback di posizione
Ripetibilità di posizionamento
Precisione meccanica richiesta
Gioco del cambio
Inerzia del carico
Requisiti del circuito di controllo
Le effettive prestazioni di posizionamento dipendono dall'intero sistema meccanico e di controllo, non solo dall'encoder.
Per le applicazioni che richiedono un posizionamento preciso del braccio o dell'asse lineare, l'encoder, il riduttore, la trasmissione e la struttura meccanica devono essere valutati come un unico sistema.
EtherCAT diventa particolarmente utile quando un robot di prelievo ha più assi coordinati.
Un tipico robot potrebbe aver bisogno di sincronizzarsi:
Controller del robot → asse del braccio → asse del polso → pinza → trasportatore → attrezzatura ausiliaria
Con la comunicazione EtherCAT, è possibile integrare più servoassi in un'architettura di controllo del movimento Ethernet industriale centralizzata.
Quando scelgono un servomotore integrato EtherCAT, gli acquirenti devono confermare:
Compatibilità EtherCAT
Requisiti del protocollo di comunicazione
Compatibilità del controller
Requisiti di sincronizzazione multiasse
Topologia di rete
Requisiti del ciclo di comunicazione
Configurazione di connettori e cavi
Il punto importante è che EtherCAT dovrebbe corrispondere al controller e all’architettura di automazione complessiva , anziché essere selezionato come caratteristica isolata del motore.
Il motore stesso potrebbe non fornire direttamente la coppia di uscita o la velocità richiesta. Un cambio può adattare le caratteristiche del motore al meccanismo del robot.
Le opzioni comuni includono:
Un riduttore epicicloidale è adatto quando il robot di raccolta richiede un'elevata coppia in uscita, dimensioni compatte e un rapporto di riduzione adeguato.
Le applicazioni tipiche includono:
Giunti del braccio robotico
Posizionamento rotatorio
Meccanismi ad alto carico
Sistemi di sollevamento compatti
Applicazioni ad alta densità di coppia
Un riduttore a vite senza fine può essere utile quando il meccanismo richiede un rapporto di riduzione elevato o una trasmissione ad angolo retto.
Può essere preso in considerazione per:
Meccanismi di trasferimento compatti
Posizionamento rotatorio
Sistemi di trasporto
Meccanismi di sollevamento
Tuttavia, durante la selezione è necessario valutare l'efficienza del riduttore, il gioco, le prestazioni termiche e le effettive condizioni di carico.
Un asse robot di prelievo verticale può comportarsi diversamente da un asse orizzontale perché la gravità agisce continuamente sul carico.
Se l'asse deve rimanere in posizione quando viene rimossa l'alimentazione, servomotore con freno integrato . è possibile prendere in considerazione un
La scelta del freno dovrebbe tenere conto di:
Carico verticale
Coppia di tenuta
Velocità del motore
Risposta del freno
Ciclo di lavoro
Requisiti di sicurezza
Un freno motore non deve essere considerato l'unica misura di sicurezza. Il progetto di sicurezza completo dell'asse verticale dovrebbe includere la trasmissione meccanica, il controller, la strategia di arresto di emergenza e i requisiti di sicurezza della macchina applicabili.
I produttori di robot di prelievo possono utilizzare diverse architetture servo integrate a seconda dell'asse.
Requisiti del robot di raccolta |
Potenziale tipo di servo integrato |
|---|---|
Posizionamento ripetitivo preciso |
Servomotore passo-passo integrato |
Coppia in uscita più elevata |
Servo integrato con riduttore planetario |
Elevato rapporto di riduzione |
Servo integrato con ingranaggio a vite senza fine |
Movimento lineare X/Y/Z |
Servo passo-passo lineare integrato |
Movimento dinamico veloce |
Servo DC/BLDC integrato |
Elevata densità di coppia |
Servo BLDC con ingranaggio planetario |
Trasmissione ad angolo retto |
Servo BLDC con ingranaggio a vite senza fine |
Mantenimento dell'asse verticale |
Servofreno integrato |
Esposizione a polvere/acqua |
Servo integrato IP65 |
Piattaforma di picking mobile |
Servo AGV/AMR con STO |
La scelta corretta dipende dall'asse specifico e dalle condizioni operative.
Uno dei motivi principali per cui i produttori considerano i servomotori integrati è quello di ridurre lo spazio occupato dai componenti separati del motore e dell'azionamento.
Tuttavia, l'unità integrata deve ancora adattarsi alla struttura meccanica del robot.
Prima di ordinare controlla:
Dimensioni del telaio del motore
Lunghezza totale del motore
Diametro dell'albero
Lunghezza dell'albero
Dimensioni di montaggio
Posizione del connettore
Direzione di uscita del cavo
Dimensioni del cambio
Dimensioni del freno
Spazio di raffreddamento disponibile
Nei robot di prelievo compatti, anche una piccola modifica nella lunghezza del motore o nella posizione del connettore può influenzare la progettazione meccanica.
L'ambiente di lavoro può influenzare in modo significativo la scelta del servomotore.
Per i robot di prelievo in magazzino, il motore può funzionare in condizioni interne relativamente pulite. Altri sistemi potrebbero essere esposti a polvere, umidità, processi di pulizia o variazioni di temperatura.
A seconda dell'applicazione, gli acquirenti dovrebbero valutare:
Protezione IP
Temperatura operativa
Esposizione alla polvere
Umidità
Requisiti di pulizia
Funzionamento a servizio continuo
Dissipazione del calore
Per ambienti impegnativi, un servomotore integrato IP65 può fornire un livello di protezione più elevato rispetto a un design aperto standard, a condizione che l'installazione completa mantenga il livello di protezione richiesto.
Un robot di prelievo può funzionare ininterrottamente per lunghi periodi. Accelerazioni e decelerazioni frequenti e movimenti ripetuti ad alto carico possono aumentare la temperatura del motore.
La valutazione termica dovrebbe includere:
Coppia continua
Coppia di picco
Ciclo di lavoro
Temperatura ambiente
Condizioni di installazione del motore
Efficienza del cambio
Dissipazione del calore
Durata del sovraccarico
Il motore deve essere selezionato in base al profilo di movimento effettivo piuttosto che semplicemente alla sua potenza nominale.
Per le applicazioni a ciclo elevato, è utile testare il motore con il carico, la velocità, l'accelerazione e il ciclo di lavoro reali previsti prima di finalizzare il progetto.
Un servomotore integrato EtherCAT viene spesso selezionato perché il robot richiede un controllo di rete coordinato. Tuttavia, la piattaforma di prodotto più ampia potrebbe richiedere anche opzioni di comunicazione diverse a seconda dell’architettura della macchina.
Ad esempio, la piattaforma servo integrata di JKONGMOTOR include configurazioni di controllo e comunicazione come:
Impulso
RS485/Modbus-RTU
CANopen
EtherCAT
Ciò offre ai costruttori di macchine flessibilità nella progettazione di diverse piattaforme robotiche o nell’integrazione di assi ausiliari.
Per un robot di prelievo EtherCAT, la domanda chiave è se l'interfaccia di comunicazione del motore selezionato, le funzioni di controllo e i collegamenti elettrici corrispondono al controller del robot.
Le specifiche standard sono solo una parte del processo di selezione di un produttore di robot di prelievo. La personalizzazione meccanica può essere altrettanto importante.
A seconda del progetto, la personalizzazione OEM può includere:
Diametro e lunghezza dell'albero
Chiavetta
Albero piatto
Albero cavo
Albero forato a croce
Cambio
Freno
Codificatore
Connettore
Lunghezza del cavo
Configurazione di montaggio
Protezione IP
Ciò può essere particolarmente utile quando il motore deve essere inserito in un braccio robotico, una pinza, un meccanismo di sollevamento o un telaio compatto esistente.
Per i costruttori di macchine che sviluppano un nuovo robot di prelievo, spesso è più efficiente discutere insieme motore, azionamento, cambio, encoder, interfaccia di comunicazione e interfaccia meccanica piuttosto che selezionare ciascun componente in modo indipendente.
Una selezione affidabile dovrebbe basarsi sul ciclo di movimento completo.
Per esempio:
Scegli → Solleva → Accelera → Muovi → Decelera → Posiziona → Ritorna
Per ogni fase determinare:
Carico
Coppia richiesta
Velocità richiesta
Accelerazione
Requisito di posizionamento
Ciclo di lavoro
Rapporto di trasmissione
Requisito dell'encoder
Requisito di comunicazione
Condizioni ambientali
Questo approccio previene un errore di selezione comune: scegliere un motore basandosi solo sulla potenza nominale o sul carico utile.
Prima di confermare un ordine, un produttore di robot di prelievo può utilizzare la seguente lista di controllo:
Elemento di selezione |
Cosa confermare |
|---|---|
Applicazione |
Braccio, polso, pinza, sollevamento, asse lineare, trasportatore |
Carico utile |
Carico di lavoro massimo |
Coppia |
Coppia nominale e di picco |
Velocità |
Velocità operativa e massima richiesta |
Accelerazione |
Accelerazione/decelerazione richiesta |
Posizionamento |
Requisiti di precisione e ripetibilità |
Codificatore |
Requisiti di risoluzione e feedback |
Cambio |
Rapporto, coppia, efficienza, gioco |
Freno |
Se è necessario il mantenimento del carico verticale |
Comunicazione |
Compatibilità EtherCAT e controller |
Protezione |
IP e requisiti ambientali |
Termico |
Condizioni di servizio continuo e di sovraccarico |
Meccanico |
Albero, supporto, connettore e cavo |
Personalizzazione |
Requisiti meccanici/elettrici OEM |
Per i produttori di robot di prelievo, il motore è solo una parte del sistema di controllo del movimento. L'obiettivo pratico è creare una soluzione abbinata motore + azionamento + encoder + trasmissione + comunicazione.
JKONGMOTOR fornisce configurazioni di servomotori integrate che coprono diversi requisiti di movimento del robot, inclusi servomotori passo-passo integrati, servomotori a ingranaggi, servomotori BLDC, soluzioni di movimento lineare, motori con freno integrato e altre configurazioni personalizzate.
Il suo approccio OEM/ODM consente inoltre di adattare la configurazione del motore ai requisiti meccanici ed elettrici della macchina.
Per un nuovo progetto di robot di prelievo, gli acquirenti possono fornire carico utile, tipo di asse, velocità, accelerazione, rapporto di trasmissione, distanza percorsa, ciclo di lavoro, dimensioni di montaggio e requisiti di controller/comunicazione . Questi parametri forniscono un punto di partenza pratico per la selezione del servomotore integrato EtherCAT appropriato.
Il giusto servomotore integrato EtherCAT per un robot di prelievo dovrebbe essere selezionato in base al sistema di movimento completo, non semplicemente alla potenza del motore.
I fattori più importanti sono coppia, velocità, accelerazione, feedback dell'encoder, compatibilità EtherCAT, requisiti del riduttore, requisiti dei freni, prestazioni termiche, spazio di installazione, protezione ambientale e personalizzazione OEM.
Quando questi fattori vengono valutati insieme, il servomotore integrato può essere adattato meglio a ciascun asse del robot, contribuendo a semplificare il cablaggio, ridurre i requisiti del cabinet e supportare il movimento multiasse coordinato.
La robotica del magazzino non si limita più alla semplice automazione dei trasportatori. I magazzini moderni utilizzano robot di prelievo, AMR, sistemi AS/RS, navette per pallet, apparecchiature di smistamento, bracci robotici e meccanismi di sollevamento automatizzati per spostare, identificare, prelevare, immagazzinare e recuperare i prodotti.
Queste macchine richiedono un movimento coordinato su più assi. Un servomotore integrato EtherCAT può combinare motore, azionamento, encoder e interfaccia di comunicazione in tempo reale in un'unità di controllo del movimento compatta, rendendola adatta per attrezzature di magazzino in cui lo spazio, la sincronizzazione, il cablaggio e le prestazioni di posizionamento sono importanti.
Per i produttori di apparecchiature, la questione chiave non è semplicemente se un servomotore EtherCAT possa essere utilizzato nella robotica di magazzino, ma dove fornisca il massimo valore pratico all’interno dell’architettura della macchina..
I robot di prelievo sono una delle applicazioni più dirette per i servomotori integrati EtherCAT.
Un tipico robot di prelievo potrebbe dover coordinare:
Giunti del braccio robotico
Rotazione del polso
Movimento della pinza
Sollevamento verticale
Posizionamento del trasportatore
Trasferimento del prodotto
Durante un ciclo di prelievo, il robot potrebbe dover spostarsi rapidamente verso una posizione target, rallentare per un posizionamento accurato, azionare la pinza e quindi tornare alla posizione iniziale.
Un servomotore integrato EtherCAT può supportare questo tipo di movimento coordinato multiasse riducendo al contempo il numero di componenti di azionamento separati installati nel quadro di controllo.
Per i bracci robotici compatti, è possibile prendere in considerazione anche i servomotori integrati con riduttore epicicloidale quando è richiesta una coppia di uscita più elevata in uno spazio di installazione limitato.
I robot mobili autonomi (AMR) sono sempre più utilizzati per:
Trasporto merci
Evasione dell'ordine
Consegna da scaffale a persona
Trasporto bidoni
Movimentazione dei materiali
Rifornimento del magazzino
Il sistema di guida necessita di velocità, direzione, accelerazione e decelerazione controllate delle ruote.
I servomotori integrati possono combinare motore ed elettronica in un modulo compatto, riducendo il cablaggio tra il motore e l'azionamento esterno.
Per i robot di magazzino mobili, la selezione può riguardare configurazioni servo DC, servo BLDC, servo riduttore o servo AGV/AMR specializzati , a seconda della coppia della ruota, del peso del veicolo, della velocità, della tensione della batteria e dell'architettura di controllo.
Laddove è richiesta la sicurezza funzionale, le configurazioni servo con funzionalità relative a STO possono essere valutate come parte della progettazione complessiva della sicurezza della macchina.
I sistemi di stoccaggio e recupero automatizzati (AS/RS) utilizzano trasloelevatori per immagazzinare e recuperare merci da magazzini ad alta densità.
Un tipico trasloelevatore può avere diversi assi di movimento importanti:
Corsa orizzontale → Sollevamento verticale → Movimento forche
Ogni asse ha requisiti diversi.
L'asse di traslazione necessita di accelerazione, decelerazione e posizionamento controllati per spostare con precisione il trasloelevatore lungo le corsie del magazzino.
L'asse di sollevamento deve gestire carichi meccanici significativi e può richiedere una coppia più elevata, ingranaggi adeguati e funzionalità dei freni.
Il meccanismo a forca richiede un posizionamento ripetibile per inserire e recuperare pallet o contenitori di stoccaggio.
EtherCAT può essere particolarmente utile quando questi assi devono funzionare come parte di un sistema di controllo del movimento coordinato.
Le navette per pallet a quattro direzioni richiedono sistemi di azionamento compatti e controllabili perché il veicolo deve muoversi all'interno di canali di stoccaggio stretti.
A seconda del design della macchina, i servomotori integrati possono essere utilizzati per:
Movimento avanti e indietro
Movimento laterale
Meccanismi di sollevamento
Posizionamento pallet
Funzioni meccaniche ausiliarie
Un'architettura servo integrata compatta può aiutare a ridurre il cablaggio esterno e semplificare l'installazione all'interno dello shuttle.
Per le applicazioni che richiedono rapporti di riduzione elevati o trasmissioni compatte, è possibile valutare le configurazioni dei servoazionamenti integrati in base alla coppia della ruota e alla struttura meccanica richieste.
L'automazione del magazzino dipende fortemente dai trasportatori e dai meccanismi di trasferimento.
Questi sistemi possono trasportare:
Cartoni
Borse
Contenitori
Pacchi
Pallet
Prodotti individuali
I trasportatori servocontrollati possono richiedere una regolazione precisa della velocità e la sincronizzazione con le apparecchiature a monte e a valle.
Un servomotore integrato EtherCAT può essere utilizzato laddove il trasportatore necessita di un controllo coordinato con altri assi o macchine.
Per esempio:
Sistema di visione → Robot di raccolta → Trasportatore → Selezionatore → Stazione di imballaggio
Quando queste macchine si scambiano informazioni su posizione e temporizzazione attraverso un’architettura di automazione comune, il movimento coordinato diventa più facile da implementare.
I sistemi di smistamento ad alta velocità devono spostare i prodotti in base alla destinazione, alle dimensioni, all'ordine o ad altri criteri di identificazione.
Le applicazioni possono includere:
Selezionatori a nastro incrociato
Selezionatori di scarpe scorrevoli
Sistemi di smistamento pacchi
Deviatori
Meccanismi di smistamento rotatorio
Moduli di trasferimento
I meccanismi di smistamento spesso eseguono movimenti ripetitivi a velocità di ciclo relativamente elevate. Il motore necessita quindi di velocità, accelerazione, risposta di posizionamento e prestazioni termiche adeguate.
A seconda del meccanismo, servo BLDC, servo BLDC con riduttore epicicloidale o servomotori passo-passo integrati . è possibile prendere in considerazione
La selezione finale dovrebbe basarsi sul carico effettivo, sul tempo di ciclo, sulla coppia e sulla trasmissione meccanica.
I bracci robotici di magazzino possono eseguire:
Prelievo dai contenitori
Raccolta cartoni
Pallettizzazione
Depalettizzazione
Ordinamento degli articoli
Gestione dei casi
Giunti diversi hanno requisiti meccanici diversi.
Un asse del polso può richiedere dimensioni compatte e una risposta rapida, mentre un giunto del braccio più grande può richiedere una coppia di uscita più elevata.
Qui è dove le diverse configurazioni dei servo integrati possono essere abbinate a diversi assi.
I servomotori passo-passo integrati possono essere presi in considerazione per applicazioni di posizionamento ripetibili.
I servomotori integrati con riduttore epicicloidale possono essere presi in considerazione quando sono necessarie una coppia di uscita più elevata e una trasmissione compatta.
I servomotori con freno integrato possono essere valutati per assi verticali dove è richiesta una tenuta controllata.
Il movimento verticale introduce un’ulteriore considerazione: la gravità.
I sistemi di magazzino possono utilizzare meccanismi servoassistiti per:
Tavoli elevatori
Trasportatori verticali
Assi Z del robot
Elevatori per stoccaggio
Meccanismi a forcella
Unità di trasferimento verticali
Queste applicazioni potrebbero richiedere una coppia più elevata a bassa velocità e un mantenimento controllato quando il sistema si arresta.
Un servomotore con freno integrato può essere preso in considerazione quando il progetto meccanico richiede funzionalità di mantenimento sul lato motore.
Tuttavia, il freno deve essere valutato insieme al cambio, al carico meccanico, al sistema di sicurezza, alla strategia di arresto di emergenza e ai requisiti di sicurezza applicabili della macchina.
Nei magazzini merci a persona, i prodotti o i contenitori di stoccaggio vengono trasportati automaticamente a un operatore o a una stazione di prelievo robotizzata.
Il sistema può includere:
Stoccaggio → Robot mobile → Trasportatore → Stazione di prelievo → Evasione dell'ordine
Ogni fase richiede un movimento controllato e un posizionamento accurato.
I servomotori integrati possono essere utilizzati nei meccanismi di movimento e posizionamento in cui sono importanti il controllo ad anello chiuso e l'installazione compatta.
EtherCAT diventa particolarmente utile quando diversi servoassi devono scambiare informazioni di movimento con un controller centrale.
L'adempimento del magazzino non si ferma al ritiro del prodotto. Molti sistemi automatizzano anche:
Formazione del caso
Posizionamento del prodotto
Movimentazione cartoni
Insaccamento
Etichettatura
Pallettizzazione
Depalettizzazione
Queste macchine spesso richiedono più servoassi sincronizzati.
Ad esempio, un robot di pallettizzazione può coordinare il movimento del braccio, la rotazione del polso, il sollevamento e il posizionamento dell'effettore finale.
Un'architettura servo integrata basata su EtherCAT può aiutare a collegare questi assi di movimento al controller della macchina mantenendo il motore e l'elettronica di azionamento vicino all'asse meccanico.
Non tutti i robot da magazzino necessitano della stessa architettura servo.
Applicazione di robotica di magazzino |
Potenziale configurazione del servo |
Considerazione principale sulla selezione |
|---|---|---|
Raccogliere il braccio del robot |
Servo integrato/servo a ingranaggi |
Posizionamento, coppia, risposta dinamica |
Polso robotico |
Servo passo-passo integrato/servo BLDC |
Dimensioni compatte, velocità, ripetibilità |
Pinza |
Servo passo-passo integrato |
Controllo della posizione e installazione compatta |
Unità AMR |
Servo DC/BLDC/servo con ingranaggi |
Coppia delle ruote, velocità, tensione della batteria |
Asse di movimento AS/RS |
Servo integrato |
Velocità, accelerazione, posizionamento |
Asse di sollevamento AS/RS |
Servo con cambio + freno |
Coppia di carico e tenuta |
Meccanismo a forcella |
Servo integrato/servo lineare |
Posizionamento ripetibile |
Navetta quadridirezionale |
Servo integrato con ingranaggi |
Trasmissione della coppia compatta |
Trasportatore |
Servo BLDC / Servo integrato |
Regolazione e sincronizzazione della velocità |
Selezionatore |
Servo BLDC / Servo BLDC con ingranaggi |
Frequenza di ciclo elevata e risposta dinamica |
Trasferimento verticale |
Servofreno integrato |
Mantenimento del carico e progettazione della sicurezza |
Ambiente esterno/esigente |
Servo integrato IP65 |
Protezione dell'ambiente |
La tabella dovrebbe essere trattata come un punto di partenza piuttosto che come una regola fissa per la selezione motoria. La scelta effettiva dipende dal design meccanico e dal profilo operativo.
Il vantaggio principale di EtherCAT in questi sistemi non è semplicemente l'interfaccia di comunicazione stessa. Il suo valore deriva dalla possibilità di consentire il controllo coordinato del movimento industriale su più dispositivi e assi.
Un robot di magazzino potrebbe dover coordinare:
Controller → Servoasse 1 → Servoasse 2 → Servoasse 3 → Pinza → Trasportatore
Con un'architettura basata su EtherCAT, il costruttore di macchine può progettare il sistema di movimento attorno al controllo centralizzato e ai servoassi sincronizzati.
Ciò può essere particolarmente utile per:
Bracci robotici multiasse
Picking ad alta velocità
Sollevamento e viaggio coordinati
Macchine selezionatrici
Sistemi di imballaggio
Sistemi di pallettizzazione
Movimentazione automatizzata dei materiali
Per i costruttori di macchine, questa architettura può anche ridurre la necessità di armadi di azionamento separati e di estesi cablaggi da motore a azionamento quando vengono utilizzati servomotori integrati.
Prima di selezionare un servomotore integrato EtherCAT, gli acquirenti dovrebbero valutare il profilo operativo completo.
Carico utile
Inerzia del carico
Rapporto di trasmissione
Configurazione dell'albero
Dimensioni di montaggio
Spazio di installazione disponibile
Velocità nominale
Velocità massima
Coppia nominale
Coppia di picco
Accelerazione
Decelerazione
Precisione di posizionamento
Ciclo di lavoro
Compatibilità EtherCAT
Compatibilità del controller
Risoluzione dell'encoder
Sincronizzazione multiasse
Architettura di rete
Protezione IP
Temperatura ambiente
Polvere
Umidità
Funzionamento continuo
Dissipazione del calore
Diametro e lunghezza dell'albero
Sede per chiavetta o piatta
Albero cavo
Cambio
Freno
Codificatore
Connettore
Cavo
Struttura di montaggio
I servosistemi tradizionali spesso separano il motore, l'azionamento, il feedback dell'encoder e i componenti di comunicazione.
Un servomotore integrato riunisce molte di queste funzioni in un'unica unità compatta.
Per la robotica di magazzino, questa architettura può fornire vantaggi pratici:
L'elettronica di azionamento è integrata con il motore, riducendo i collegamenti esterni.
Alcuni componenti hardware relativi all'azionamento possono spostarsi dall'armadio più vicino all'asse meccanico.
Le funzioni di motore, azionamento, encoder e comunicazione possono essere progettate come un unico modulo di controllo del movimento.
È possibile selezionare diverse configurazioni di servo e ingranaggi per diversi meccanismi del robot.
Le interfacce meccaniche ed elettriche possono essere personalizzate per specifiche apparecchiature di magazzino.
I servomotori integrati EtherCAT si adattano a molteplici aree della robotica di magazzino , dai robot di prelievo e AMR ai trasloelevatori AS/RS, navette per pallet a quattro vie, trasportatori, selezionatori, bracci robotici, sistemi di sollevamento e apparecchiature di imballaggio automatizzate.
La chiave è abbinare la configurazione del motore all'asse specifico.
Per un posizionamento di alta precisione , può essere appropriato un servo passo-passo integrato. Per una coppia di uscita maggiore , è possibile prendere in considerazione un servo con riduttore epicicloidale. Per il movimento verticale potrebbe essere necessaria una configurazione con freno integrato. Per lo smistamento ad alta velocità e il movimento dinamico , è possibile valutare le configurazioni servo BLDC.
Per i produttori di attrezzature da magazzino, i criteri di selezione più importanti rimangono coppia, velocità, accelerazione, feedback dell'encoder, requisiti del riduttore, compatibilità di comunicazione, prestazioni termiche, spazio di installazione, protezione ambientale e personalizzazione OEM.
La piattaforma di servomotori integrata di JKONGMOTOR fornisce diverse configurazioni per questi requisiti di movimento, consentendo ai costruttori di macchine di sviluppare un'architettura di controllo del movimento più compatta e specifica per l'applicazione per la moderna robotica di magazzino.
I motori standard del catalogo sono utili per molte applicazioni, ma i produttori di apparecchiature robotiche spesso hanno requisiti che non corrispondono perfettamente a un prodotto standard.
Ad esempio, un produttore di robot può richiedere uno schema di montaggio, una lunghezza dell'albero, un tipo di encoder, un connettore, un orientamento del cavo o un rapporto di trasmissione particolari.
Un fornitore di servomotori integrati OEM/ODM può sviluppare il motore attorno alla macchina invece di forzare la macchina a ospitare un motore standard.
Un tipico processo di personalizzazione può includere:
Analisi dell'applicazione → Selezione del motore → Progettazione meccanica → Configurazione di servo ed encoder → Prototipo → Test → Convalida → Produzione in lotti
Questo approccio è particolarmente utile per i produttori di robot che sviluppano apparecchiature per l’impiego su larga scala.
I robot di raccolta richiedono qualcosa di più della semplice potenza del motore. Hanno bisogno di una risposta rapida, un posizionamento accurato, un movimento multiasse sincronizzato, un feedback affidabile, un'integrazione meccanica compatta e una comunicazione affidabile.
Un servomotore integrato EtherCAT soddisfa molti di questi requisiti combinando motore, servoazionamento, encoder e interfaccia di comunicazione in tempo reale in un'unità di controllo del movimento compatta.
Per i produttori di robot di prelievo, questa architettura può aiutare a ridurre la complessità del cablaggio, semplificare l’installazione, migliorare il coordinamento multiasse e supportare movimenti ripetitivi più rapidi.
La considerazione più importante è ancora il profilo di movimento completo. Coppia del motore, velocità, risoluzione dell'encoder, inerzia, rapporto di trasmissione, prestazioni termiche, compatibilità di comunicazione e dimensioni meccaniche dovrebbero essere valutati insieme.
Per i produttori di apparecchiature robotiche OEM, una piattaforma servomotore integrata con comunicazione EtherCAT e configurazioni personalizzabili di motore, encoder, cambio, freno e connettore può fornire una base pratica per lo sviluppo di sistemi robotizzati di prelievo compatti e scalabili.
Un servomotore integrato EtherCAT combina motore, servoazionamento, encoder e interfaccia di comunicazione EtherCAT in un'unità di controllo del movimento compatta. È progettato per applicazioni che richiedono il controllo del movimento ad anello chiuso e il funzionamento coordinato tra più assi.
Possono essere utilizzati in robot di prelievo, AMR, trasloelevatori AS/RS, navette per pallet a quattro vie, trasportatori, sistemi di smistamento, bracci robotici, meccanismi di sollevamento e apparecchiature di imballaggio automatizzate.
Forniscono posizionamento ad anello chiuso, controllo dinamico del movimento e comunicazione di rete in un pacchetto compatto. Ciò può contribuire a semplificare le architetture dei robot multiasse e a ridurre il cablaggio tra motore e azionamento.
SÌ. A seconda del peso del veicolo, della coppia delle ruote, della velocità, della tensione e dei requisiti di controllo, è possibile prendere in considerazione configurazioni con servo DC integrato, servo BLDC, servo con cambio o servo AGV/AMR specializzato.
Un servomotore integrato con ingranaggio può essere adatto quando l'asse di sollevamento richiede una coppia di uscita maggiore. Una configurazione con freno integrato può essere presa in considerazione anche quando la progettazione meccanica richiede il mantenimento controllato di un carico verticale.
SÌ. EtherCAT può essere utilizzato in architetture di movimento multiasse in cui un controller coordina funzioni come il movimento del braccio del robot, la rotazione del polso, il sollevamento, le pinze, i trasportatori o altri servoassi.
I fattori chiave includono coppia nominale e di picco, velocità, accelerazione, inerzia del carico, requisiti di posizionamento, risoluzione dell'encoder, rapporto di trasmissione, requisiti del freno, compatibilità EtherCAT, ciclo di lavoro, condizioni termiche, protezione IP e dimensioni di installazione meccanica.
SÌ. Le configurazioni con riduttore epicicloidale e a vite senza fine possono essere prese in considerazione per applicazioni che richiedono una coppia di uscita più elevata, riduzione della velocità, trasmissione compatta o disposizioni meccaniche specifiche.
A seconda del produttore e dei requisiti del progetto, la personalizzazione può includere dimensioni dell'albero, sedi per chiavetta, configurazione di montaggio, riduttore, freno, encoder, connettori, cavi e protezione IP.
Inizia con il tipo di asse, il carico utile, la velocità richiesta, l'accelerazione, la coppia, il ciclo di lavoro, il rapporto di trasmissione, i requisiti di posizionamento, l'architettura di comunicazione, lo spazio di installazione e l'ambiente operativo. Questi parametri possono quindi essere utilizzati per determinare la configurazione appropriata di motore, encoder, riduttore e comunicazione.
