EtherCAT 統合サーボ モーターはピッキング ロボットの効率をどのように向上させますか?

ピッキング ロボットは、現代の倉庫、フルフィルメント センター、電子商取引業務、および自動マテリアル ハンドリング システムの重要な部分になりつつあります。注文量が増加するにつれ、倉庫には信頼性を犠牲にすることなく 製品を迅速かつ正確にピッキング、移動、配置、リリースできるロボットが必要になります 。

このパフォーマンスの中心となるのはモーション システムです。ピッキング ロボットは高度なビジョン、人工知能、ロボット ソフトウェア、洗練されたグリッパーを備えていますが、これらのテクノロジーは依然として、動作コマンドを正確かつ繰り返し実行できるモーターに依存しています。

ここは、 EtherCAT 統合サーボ モーターは 実用的な利点を提供します。

サーボ モーター、駆動電子機器、エンコーダー、通信インターフェイスを 1 つのコンパクトなユニットに組み合わせることで、統合サーボ モーターはシステムの複雑さを軽減しながら、ピッキング ロボットに必要な正確な動作制御を提供します。 EtherCATを通信ネットワークとして使用すると、ロボットの複数軸がコントローラとモーションデータを高速かつ厳密に調整されたタイミングで交換できます。

倉庫設備メーカーにとって、その結果、よりコンパクトで応答性が高く、スケーラブルなモーション コントロール アーキテクチャを実現できます。

ピッキングロボットとは何ですか?

ピッキング ロボットは、製品や材料を識別、把握、移動、配置するように設計された自動ロボット システムです。アプリケーションに応じて、独立して動作することも、より大規模な自動倉庫システムの一部として動作することもあります。

典型的なピッキング ロボットは次の場所にあります。

• Eコマースフルフィルメントセンター

• 自動倉庫

• 配送センター

• ビンピッキングシステム

• 商品から個人へのシステム

• 自動保管および検索システム

• 荷物の仕分け作業

• 医薬品倉庫

• 食品および飲料の物流

• マテリアルハンドリングシステムの製造

一般的なピッキング サイクルには、いくつかの調整された動作が含まれる場合があります。

1. 目的の場所に近づく

2. ロボットアームまたは機構の位置を決めます

3. グリッパーを製品に向かって移動させます

4. 位置と向きを調整する

5. 製品を掴む

6. 製品を持ち上げたり移動したりする

7. 別の位置に移動します

8. 製品をリリースする

9. 次のピッキング位置に戻る

すべての動きには、加速、減速、速度、位置を制御する必要があります。

これは、モーターが単にロボットを動かすだけの役割を担っているわけではないことを意味します。に直接影響します。 サイクルタイム、位置決め精度、再現性、エネルギー消費、振動、および装置全体の信頼性.

ピッキングロボットに高性能サーボモーターが必要な理由

ピッキング アプリケーションでは、高速な動作と頻繁な開始および停止が組み合わされることがよくあります。

モーターは、目標位置に到達するために急速に加速し、目的地に到達する前に減速し、特定の位置を保持して方向を反転し、すぐに別の動作を開始することがあります。

この動作パターンは、モーターが比較的一定の速度で連続的に動作するアプリケーションとは大きく異なります。

したがって、ピッキング ロボットに適したサーボ モーターには、いくつかの重要な機能が必要です。

高精度位置制御

ロボットはグリッパーを正しい位置に配置する必要があります。特に製品が密に配置されている場合、たとえ小さな位置決め誤差であっても、正常なグリップに影響を与える可能性があります。

エンコーダフィードバックを備えた統合サーボモーターは、モーターの位置を継続的に監視し、閉ループ制御を提供します。

高速な動的応答

ピッキング ロボットは、繰り返しの作業を迅速に完了できるように設計されています。

モーターは次のコマンドに迅速に応答する必要があります。

• 加速度

• 減速

• 方向転換

• 位置の変更

• トルク変化

• 速度の変化

高速なサーボ応答により、不必要なモーション遅延が軽減されます。

正確な速度制御

ピッキングプロセスの段階が異なれば、必要な速度も異なる場合があります。

たとえば、ロボットは、何もないエリアを移動するときは速く移動しますが、製品に近づくときは速度が低下することがあります。

サーボ制御により、モーション システムは現在の操作に応じて速度を動的に調整できます。

確実な繰り返し動作

産業用ピッキング ロボットは、動作寿命にわたって数千回、さらには数百万回の動作サイクルを実行できます。

したがって、モーターは単に短期間に高いピーク性能を発揮するのではなく、繰り返し動作中に一貫した性能を維持する必要があります。

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ピッキングロボット用統合サーボモータータイプ: 適切なモーションソリューションを選択する方法

ピッキング ロボット は、1 つの単純な目標を中心に構築されています。それは、 適切な製品を、適切な位置で、適切な速度でピッキングし、そのプロセスを確実に繰り返すことです。.

最新の倉庫やフルフィルメント システムでは、これは簡単に思えます。実際には、ピッキング ロボットは複数の軸を調整し、マシンビジョン データに応答し、加速と減速を繰り返し、グリッパーやアーム先端ツールを制御し、数千サイクルにわたって正確な位置を維持する必要がある場合があります。

そのため、 サーボ モーターの選択は ロボットの全体的な設計の重要な部分になります。

ピッキングロボットのメーカーにとって、統合型サーボモーターは、モーター、エンコーダー、ドライブが 1 つのコンパクトなモーションコントロールユニットに統合されているため、特に魅力的です。 JKONGMOTOR の現在の統合サーボ モーター プラットフォームは 、統合ステッピング サーボ モーター、ギア付きステッピング サーボ モーター、リニア ステッピング サーボ モーター、統合 DC/BLDC サーボ モーター、ギア付き BLDC サーボ モーター、ブレーキ サーボ モーター、IP65 サーボ モーター、および STO 付き AGV サーボ モーター。このプラットフォームは、 26W ～ 1000W の電力出力 と、Pulse、RS485、CANopen、EtherCAT などの制御オプションをサポートします。

ただし、ピッキング ロボットの場合、これらのモーター タイプは互換性がありません。各構成は、異なる動作要件に対応します。

ピッキングロボットには一体型サーボモーターが必要ですか?

ピッキング ロボットは通常、次のようないくつかの種類の動作を組み合わせます。

位置決め → リーチ → ピッキング → 持ち上げ → 回転 → 置く → 戻す

したがって、モーション システムは、正確な位置フィードバックを維持しながら、頻繁な加速と減速を処理する必要があります。

ピッキング ロボットの場合、統合サーボ モーターは以下を提供する必要がある場合があります。

• 正確な閉ループ位置決め

• 速い加速と減速

• さまざまな速度で安定したトルク

• エンコーダフィードバック

• 高い再現性

• コンパクトな設置

• 省配線

• 多軸通信

• 適切なギアボックスのオプション

• 垂直軸用ブレーキオプション

• 必要な場合の環境保護

• ロボットコントローラーとの互換性

実際のピック アンド プレイス システムでは、要求の厳しいロボット アプリケーション向けに、調整されたサーボ モーションと EtherCAT ベースのアーキテクチャが一般的に使用されます。たとえば、産業用ピッキング ソリューションでは、コントローラとサーボ軸の間で調整された動作に EtherCAT が使用され、ビジョン システムはピッキングに必要な製品の位置情報を提供します。

このため、 ロボットの軸に応じてモーターを選択する必要があります。機械全体に対して 1 つのモーター タイプを単純に選択するのではなく、

JKONGMOTOR ピッキングロボット用一体型サーボモータータイプ

JKONGMOTOR 製品構造は、次の 2 つの主要なカテゴリを通じて理解できます。

クローズドループステッパーサーボソリューション

これらはピッキング ロボット メカニズムに適しています 、正確な位置決め、安定したトルク、再現性、コスト効率の高い閉ループ制御が重要な 。

DC/BLDC サーボ ソリューション

これらはを必要とするロボット軸により適しています。 、動的応答、高速動作、コンパクトな統合、またはより高いトルク密度.

利用可能な構成は、 遊星歯車装置、ウォーム ギヤ装置、直線運動、ブレーキ、防水保護、AGV/AMR 固有のサーボ システムにまで拡張されます。.

1. ピッキングロボット用一体型ステッピングサーボモーター

統合 型ステッピング サーボ モーターは、 ステッピング モーター、エンコーダー、ドライブを単一の閉ループ ユニットに結合します。

ピッキング ロボットの場合、この構成は、従来の個別のモーターとドライブの配置の複雑さを伴わずに、正確で再現可能な位置決めが優先される軸に対して検討できます。

どこで使用できますか?

典型的な例は次のとおりです。

• ピックアンドプレイス位置決め軸

• グリッパ位置決め機構

• 小型ロボットアーム

• コンベヤの位置決め

• 製品の位置合わせ機構

• 包装・仕分け設備

• コンパクトな倉庫自動化

エンコーダは統合ドライブにフィードバックを提供し、システムが開ループのステップ コマンドだけに依存するのではなく、実際のモーターの動きを監視できるようにします。 JKONGMOTOR は、この構成が閉ループ位置決め、安定したトルク、およびステップ損失のリスクの軽減を提供すると説明しています。

なぜこれがピッキングに重要なのでしょうか?

ピッキングの精度は、ロボットがエンドエフェクターの位置をどれだけ安定して配置できるかに直接関係します。

したがって、軸がハイエンド AC サーボのような動的性能を必要としないが、それでも信頼性の高い位置フィードバックが必要な場合には、閉ループ ステッピング サーボが実用的なオプションとなります。

2. 遊星歯車一体型サーボモーター

一部のピッキング ロボット軸では、位置決め精度以上のものが必要です。も必要です コンパクトなパッケージでより高い出力トルク.

ここで、 統合型遊星歯車サーボ モーターが 役立ちます。

構成は以下を組み合わせます。

サーボモーター + エンコーダー + ドライブ + 遊星ギアボックス

ギアボックスは、比較的コンパクトなトランスミッション構造を維持しながら、速度を低下させ、出力トルクを増加させます。

適切なピッキングロボットの用途

遊星歯車式統合サーボは、次の目的で検討できます。

• ロボットアームの関節

• 手首の機構

• 垂直昇降軸

• 重いエンドエフェクター

• 製品ハンドリングの仕組み

• 高負荷位置決め軸

JKONGMOTOR はに重点を置き、モーター、エンコーダー、ドライブ、遊星ギアボックスを組み合わせた遊星ギア BLDC サーボ構成について説明しています。 、高トルク密度と低バックラッシュ.

ピッキング ロボットの場合、グリッパーが製品の正確な位置に到達する必要がある場合、バックラッシュが低いことが特に重要になります。

3. ウォームギヤード一体型サーボモーター

一体型サーボ モーターが別のオプションになります。 ウォームギヤ ピッキング機構に高い減速比または直角の機械的配置が必要な場合は、

モーター、エンコーダー、ドライブ、ウォームギアボックスを組み合わせた統合構成です。

ピッキング ロボットにウォーム ギアボックスを使用する理由

ウォーム ギアボックスは、ロボット設計者が以下を必要とする場合に役立ちます。

• 高い減速比

• より高い出力トルク

• コンパクトな直交トランスミッション

• 適切な機械設計における荷重保持特性

これはに関連する可能性があります。 、昇降機構、コンベヤ、位置決めシステム、およびコンパクトなロボット機構.

JKONGMOTOR は、ウォームギア BLDC サーボ構成を、高トルクとセルフロック特性を備えた省スペースの直角ソリューションとして具体的に説明しています。

ただし、安全性が重要な垂直軸の場合は、ギアボックスの特性だけに依存するのではなく、完全な荷重保持と安全設計を常に評価する必要があります。

4. 統合されたリニアステッピングサーボモーター

ピッキング ロボットのすべての動作が回転式であるわけではありません。

多くのピッキング システムでは、エンド エフェクタが直線軸に沿って移動する必要があります。

例えば：

X軸→Y軸→Z軸→グリッパ

統合 されたリニア ステッピング サーボ モーターは、 モーター、エンコーダー、ドライブをコンパクトな閉ループ直線運動ソリューションに組み合わせることができます。

JKONGMOTOR の製品構成には、 ボールねじリニア ステッピング サーボ、T 型リニア ステッピング サーボ、統合リニア モーション ソリューションが含まれます。.

リニアサーボモーションはどこに役立ちますか?

次のような場合に考えられます。

• デカルトピッキングロボット

• XYZ ピックアンドプレース システム

• 垂直ピッキング軸

• 製品の移送メカニズム

• 自動検査

• 包装システム

• 精密位置決めシステム

ピッキング ロボットの場合、重要なパラメータは、単純な回転トルクと RPM ではなく 、線形推力、ストローク、線形速度、位置決め精度、およびデューティ サイクルになります。

5. 統合された DC/BLDC サーボ モーター

高速ピッキング ロボットの場合、動的応答とコンパクトなパッケージングが重要な場合には、 統合型 DC/BLDC サーボ モーターが より適切な選択肢となります。

統合されたアーキテクチャにより、モーター、エンコーダー、ドライブが一緒に配置されます。

これにより、ロボット軸周りに必要な外部機器の量を削減できます。

ピッキングロボットの潜在的な利点

• コンパクトな軸設計

• 省配線

• 閉ループ速度制御

• 閉ループ位置制御

• 素早い応答

• 高い稼働効率

• 簡単な設置

JKONGMOTOR は、統合 DC サーボを、正確な速度と位置制御を実現するモーター、エンコーダー、ドライブを組み合わせたコンパクトなユニットであると説明しています。

ロボット メーカーにとって、これは各関節の周囲に利用可能な設置スペースが限られている場合に特に役立ちます。

6. 高速ピッキング用遊星歯車式 BLDC サーボ

さまざまな構成の中でも、 遊星歯車式 BLDC サーボ モーターは、 要求の厳しいピッキング用途に特に適しています。

アーキテクチャは以下を組み合わせています。

BLDC サーボ + エンコーダー + 統合ドライブ + 遊星ギアボックス

これにより、大型のモータを使用せずに高出力トルクを得ることが可能となる。

ピッキング ロボットは、グリッパーと製品を運びながら素早く移動する必要がある場合があります。ギアボックスは、モーターの速度とトルクをロボット ジョイントの実際の機械的要件に一致させるのに役立ちます。

代表的な用途

• 高速ピッキングロボット

• ロボットアーム

• デルタロボット

• 仕分けロボット

• 包装ロボット

• マテリアルハンドリングシステム

• 自動倉庫設備

産業用ピックアンドプレース システムでは通常、調整された高速サーボ動作が必要です。 EtherCAT は、複数の軸にわたる動きを同期するために商用ロボット アーキテクチャで使用されます。

7. 小型ロボット機構用ウォームギヤ式BLDCサーボ

ウォームギヤ BLDC サーボ モータは 、機械的なパッケージングがモータの性能と同じくらい重要な場合に役立ちます。

直角ギアボックスにより、コンパクトなロボット構造内でのモーターの配置が容易になります。

これは次の場合に役立ちます。

• コンパクトなロボットアーム

• コンベア機構

• 製品搬送システム

• 回転位置決め

• 昇降機構

• スペースに制約のある自動化

また、統合されたアーキテクチャにより、モーター、外部サーボ ドライブ、ギアボックスを 3 つの別々のコンポーネントとして取り付ける必要がなくなります。

8. 垂直ピッキング軸用ブレーキ一体型サーボモーター

ピッキング ロボットには、製品、グリッパー、またはロボット機構を持ち上げる垂直軸が付いている場合があります。

この状況では、 ブレーキが 設計上の重要な考慮事項になる可能性があります。

ブレーキ一体型サーボ モーターは以下を組み合わせています。

モーター＋エンコーダー＋ドライブ＋電磁ブレーキ

完全な機械設計と安全設計に応じて、ブレーキは電源が遮断されたときに負荷を保持するのに役立ちます。

JKONGMOTOR は、統合サーボ モーター範囲内のブレーキ統合 DC サーボ構成をリストし、垂直軸や自動機械などのアプリケーション向けに説明します。

ピッキングロボットの代表的な用途

• Z軸昇降

• 垂直ロボットアーム

• 製品エレベーター

• ピックアンドプレイス昇降機構

• 自動倉庫設備

垂直ロボット軸の場合、エンジニアは ブレーキトルク、負荷慣性、停止要件、緊急時の動作、および機械の安全アーキテクチャ を合わせて評価する必要があります。

9. 厳しい環境向けの IP65 統合サーボモーター

食品加工、屋外物流、または粉塵の多い産業環境で使用されるピッキング ロボットには、追加の環境保護が必要になる場合があります。

JKONGMOTOR は IP65 統合 DC サーボ モーター構成を提供します。 、モーター、ドライバー、エンコーダーが保護されたハウジングにパッケージ化された

潜在的な用途には次のようなものがあります。

• 食品の取り扱い

• 屋外ピッキングシステム

• 産業物流

• 粉塵の多い環境

• モバイルオートメーション

• マテリアルハンドリング

正しい保護レベルは、常に実際の動作環境から決定する必要があります。

10. AGV/AMR STO 一体型サーボ モーター

AGV または AMR は定置式ピッキング ロボットとは異なりますが、移動式ピッキング システムでは ロボット ピッキングと自律搬送を組み合わせたものが増えています。.

これらのシステム向けに、JKONGMOTOR は STO (安全トルクオフ) を備えた AGV DC サーボ モーターを提供します.

製品ページには、この構成が、AGV、インテリジェント ロジスティクス、ロボティクス、産業オートメーションに正確なモーション制御、高トルク密度、高速応答、機能安全サポートを提供すると説明されています。

したがって、このタイプのモーターは、ピッキング ロボットがモバイル ロボット プラットフォームに統合される場合に関連する可能性があります。

どの一体型サーボモーターがどのピッキングロボット軸に適していますか?

モーターを選択する便利な方法は、モーターのタイプを実際のロボットの動きにマッピングすることです。

このアプリケーションベースの分類は、ロボット設計者にとって、単にモーター名を比較するよりも役立ちます。

EtherCAT統合サーボモーターとは何ですか?

EtherCAT 統合サーボ モーターは、 複数のモーション制御コンポーネントを 1 つのコンパクトなモーター アセンブリに結合します。

製品アーキテクチャに応じて、統合ユニットには次のものが含まれる場合があります。

• サーボモーター

• サーボドライブ

• エンコーダ

• モーションコントロールエレクトロニクス

• EtherCAT通信インターフェース

• 保護機能

• オプションのブレーキ

• オプションのギアボックス

従来のサーボ システムでは、モーターとドライブが別の場所に配置されることがよくあります。

コントローラーは外部サーボドライブにコマンドを送信し、ドライブは別の配線を通じてモーターを制御します。

統合されたサーボ モーターにより、この機能の多くがモーター アセンブリに直接組み込まれます。

これにより、ピッキング ロボットの機械的および電気的設計を大幅に簡素化できます。

EtherCAT がピッキング ロボットのモーション コントロールをどのように改善するか

EtherCAT は、調整されたモーション制御を必要とするアプリケーションで広く使用されているリアルタイム産業用イーサネット通信テクノロジです。

ピッキング ロボットの場合、複数の軸が一緒に移動する必要がある場合があるため、これは重要です。

複数の軸を持つロボット アームを考えてみましょう。

コントローラーは以下を同時に制御する必要がある場合があります。

• ベース回転

• 肩の動き

• 肘の動き

• 手首の回転

• 手首の位置決め

• グリッパーの動き

これらの軸が協調して動かないと、ロボットの軌道エラー、不要な振動、またはサイクルタイムの延長が発生する可能性があります。

EtherCATはに適した通信アーキテクチャを提供します。 、高速同期多軸モーション制御.

1. コマンド通信の高速化

ピッキングロボットは動作コマンドを頻繁に変更します。

EtherCAT を使用すると、コントローラとサーボ軸の間でモーション コントロール データを迅速に交換できます。

ロボットの高速動作時の応答性の高い制御をサポートします。

2. 多軸同期

ロボットの動作が単一のモーターに限定されることはほとんどありません。

複数の軸を正確に調整した時間で加速および減速する必要がある場合があります。

EtherCAT ベースのサーボ システムは複数のサーボ軸を同期できるため、ロボットが計画された軌道をより正確にたどることができます。

3. 通信遅延の低減

高速ロボット アプリケーションでは、通信遅延がモーション調整に影響を与える可能性があります。

リアルタイム通信ネットワークは、コマンドの送信とモーターの応答の間の不確実性を軽減します。

これは、複数のサーボ モーターが同時に動作している場合に特に便利です。

4. 簡素化されたネットワークアーキテクチャ

EtherCAT は、産業用イーサネット ネットワークを介して複数のサーボ ドライブを接続できます。

サーボ モーターに統合されると、通信インターフェイスはモーター アセンブリ自体の中に配置されます。

これにより、制御キャビネットに必要な外部ハードウェアの量を減らすことができます。

一体型サーボモーターがピッキングロボットの効率をいかに向上させるか

最大の利点は単にモーターが小さいということではありません。

真のメリットは、 モーション コントロール、フィードバック、通信、モーター技術を連携システムに組み合わせることで得られます。.

配線の複雑さを軽減

従来のサーボ システムでは、以下の間で個別の接続が必要になる場合があります。

• モーターとドライブ

• エンコーダとドライブ

• コントローラーとドライブ

• ブレーキおよび制御システム

• 追加の I/O デバイス

統合されたサーボ モーターにより、これらの外部接続の一部を減らすことができます。

コンパクトなピッキング ロボットの場合、内部スペースが限られているためケーブルの配線が困難になるため、これは特に有益です。

外部コンポーネントが少ないため、機械の組み立てとメンテナンスもより簡単になります。

よりコンパクトなロボット設計

倉庫ロボットは多くの場合、限られたスペースで作業する必要があります。

大型の電気キャビネットまたは複数の外付けドライブにより、システム全体の設置面積が増加する可能性があります。

駆動電子機器をモーターに統合することで、メーカーはモーション制御システムの一部を機械軸上に直接移動できるようになります。

これによりに貢献できます。 、ロボットのアーキテクチャのよりコンパクト化.

位置決め精度の向上

エンコーダは、サーボ制御システムに位置フィードバックを提供します。

サーボ システムは、単にモーターに一定量回転するように命令し、動作が正しく行われたと想定するのではなく、フィードバックを使用して動作エラーを修正できます。

ピッキングロボットの場合、ロボットアームとグリッパーの正確な位置決めをサポートします。

ピッキングサイクルの短縮

サイクル タイムは、倉庫自動化にとって最も重要なパフォーマンス指標の 1 つです。

ロボットがより速く加速し、ターゲットに正確に到達し、スムーズに減速し、すぐに次の作業を開始できれば、各ピッキング サイクルに必要な時間を短縮できます。

高応答の EtherCAT サーボ アーキテクチャは、このタイプのモーション プロファイルをサポートします。

ロボット軸間の調整の向上

ロボット アームを同時に動かすには、複数の軸が必要な場合があります。

たとえば、手首が回転し、ベースが方向を変えるときに、肩の軸が加速する場合があります。

EtherCAT ベースの同期制御は、これらの軸が独立したモーターとしてではなく、1 つの協調動作システムとして動作するのに役立ちます。

よりシンプルなマシン統合

機器メーカーにとって、統合時間は重要な考慮事項です。

統合されたサーボ モーターにより、選択、設置、配線、テストが必要な個別のコンポーネントの数を減らすことができます。

これにより、以下が簡素化されます。

• 電気設計

• パネル設計

• ケーブルの配線

• 試運転

• メンテナンス

• スペアパーツ管理

ピッキングロボットのサーボモーターの重要な仕様

EtherCAT 統合サーボ モーターの選択は、単に最高定格のモーターを選択するのではなく、ロボットの実際の動作要件から始める必要があります。

定格トルクとピークトルク

定格トルクはモーターの連続運転能力を決定します。

ピークトルクは、加速時、急速な移動時、吊り上げ時、荷重の急激な変化時に重要になります。

ピッキング ロボットの場合は、両方の値を考慮する必要があります。

モーター速度

必要なモーター速度は、機械式トランスミッション、アームの形状、ギアボックス比、および必要なロボットのサイクル タイムによって異なります。

高速モーターが自動的に高速なロボットを生み出すわけではありません。完全な機械システムはモーターに適合する必要があります。

エンコーダの解像度

エンコーダの性能はフィードバックの品質と位置制御に影響します。

より高解像度のフィードバックは、正確な位置決めとスムーズな低速動作を必要とするアプリケーションにとって価値があります。

ギアボックスの選択

ピッキング ロボットの軸には高速を必要とするものと、高トルクを必要とするものがあります。

軸の設計に応じて、遊星ギアボックス、ハーモニックギアボックス、またはその他の減速機構が適切な場合があります。

ギアボックス比は以下に基づいて選択する必要があります。

• 必要な出力速度

• 必要な出力トルク

• 慣性

• 加速度

• バックラッシュ要件

• 機械的寸法

ブレーキ

垂直軸にとってブレーキは重要な場合があります。

動力が遮断された場合、垂直機構は重力によって落下するのではなく、その位置を維持する必要がある場合があります。

このタイプのアプリケーションの場合、オプションのブレーキを備えた統合サーボ モーターを使用すると、軸の設計を簡素化できます。

お客様が選ばれる理由 ピッキングロボット用一体型サーボモーター

ロボットのメーカーを選ぶ場合、サーボモーターの選択はトルクと速度だけを重視するわけではありません。モーターは、コントローラー、エンコーダー、ギアボックス、ロボット アーム、グリッパー、ビジョン システム、通信ネットワークを含むロボット システム全体の一部として機能する必要があります。

このため、多くの機器メーカーは 統合サーボモーターを検討しています。 ピッキングロボット用途にモーター、エンコーダー、駆動電子機器を 1 つのコンパクトなユニットに統合することで、統合サーボ モーターはロボットの動作アーキテクチャを簡素化し、自動ピッキングに必要な正確で再現性のある動作をサポートします。

1. 限られたロボットスペースに合わせたコンパクト設計

ピッキング ロボットには、多くの場合、厳しい機械スペース要件があります。従来のサーボ システムでは、別個のモーター、サーボ ドライブ、エンコーダー配線、および追加の電気コンポーネントが必要になる場合があります。

統合されたサーボ モーターにより、主要なモーション コントロール コンポーネントが 1 つのハウジングにまとめられます。

これは OEM にとって次のことに役立ちます。

• 設置スペースの削減

• 機械レイアウトの簡素化

• 外部ドライブコンポーネントを削減

• ケーブルの配線を改善する

• よりコンパクトなロボット軸を構築する

ロボット アームやコンパクトなピック アンド プレース機構の場合、各ジョイントの周囲のスペースを節約することで、機械全体の設計が容易になります。

2. 省配線・簡単設置

従来のサーボ システムでは、モーター、エンコーダー、ドライブ、コントローラー、その他のコンポーネントの間に複数のケーブルが必要になる場合があります。

統合サーボ モーターを使用すると、駆動およびフィードバック電子機器がモーター アセンブリに組み込まれます。

これにより、配線の複雑さが軽減され、設置がより簡単になります。

複数の軸を備えたピッキング ロボットの場合、外部コンポーネントの数が減れば、機械がすっきりして組み立てやすくなります。

3. 正確な閉ループ位置決め

ピッキング ロボットはグリッパーを正確に位置決めする必要があります。

過度の位置決め誤差を持ってグリッパーが製品に近づくと、ロボットがアイテムを掴めなかったり、追加の修正動作が必要になったりする可能性があります。

統合されたサーボ モーターはエンコーダー フィードバックを使用してモーターの位置を監視し、閉ループ制御をサポートします。

これは特に次の場合に役立ちます。

• ロボットアームの位置決め

• グリッパーの位置決め

• 製品の調整

• コンベヤーの追跡

• ピックアンドプレイス機構

• 精密搬送システム

その結果、を中心に設計されたモーションシステムが誕生しました。 開ループモーターの動きだけではなく、フィードバック.

4. ハイサイクルピッキングへの迅速な対応

ピッキング ロボットは、生産シフト中に同じ動作を何千回も繰り返すことがあります。

各サイクルには次のものが含まれます。

加速→高速移動→減速→位置決め→ピッキング→後退

したがって、サーボ モーターは、速度と位置のコマンドの変化に迅速に応答する必要があります。

統合された DC および BLDC サーボ構成は、ロボットがダイナミックな動作と急速な加減速を必要とする場合に使用できます。

高負荷軸の場合、ギア付き統合サーボは、不必要に大きなモーターを必要とせずに、機構を動かすために必要なトルクを増大させることができます。

5. 複数のロボット軸間の調整の向上

ピッキング ロボットが 1 つのモーターのみに依存することはほとんどありません。

ロボット アームには、以下を制御する複数のサーボ軸がある場合があります。

• ベース回転

• 腕の動き

• 肘の動き

• 手首の回転

• 垂直方向の動き

• グリッパーの位置決め

ロボットの計画された軌道をたどるためには、これらの軸が連携する必要があります。

などの通信オプションを使用すると CANopen や EtherCAT、統合サーボ モーターをネットワーク化された多軸モーション制御アーキテクチャの一部にすることができます。

EtherCAT は、ロボットが複数のサーボ軸間で同期したリアルタイムの動作を必要とする場合に特に関連します。

6. 異なるロボット軸に対する複数のモーター構成

お客様が統合サーボ モーターを選択するもう 1 つの理由は、1 つの製品ファミリーでさまざまな機械的要件をカバーできることです。

例えば：

これにより、OEM メーカーはさまざまなロボット軸を設計する際の柔軟性が高まります。

7. 高トルク密度を実現する遊星ギアボックス

一部のピッキング ロボットでは、ロボット アームをコンパクトに保ちながら、比較的重いペイロードを移動する必要があります。

遊星歯車一 体型サーボモーターは、 出力速度を低下させながら出力トルクを増加させることができます。

これにより、次のような用途に役立ちます。

• 頑丈なピッキングアーム

• 垂直昇降軸

• 大型グリッパー

• 高負荷位置決め

• マテリアルハンドリング機構

モーターとギアボックスが統合されているため、ロボットのジョイントの周囲にいくつかの独立したコンポーネントを取り付ける必要性も軽減されます。

8. 垂直ピッキング軸のブレーキ オプション

ロボットの垂直軸では、重力という別の考慮事項が導入されます。

電源が遮断された場合、垂直荷重を所定の位置に維持する必要がある場合があります。

ブレーキ一 体型サーボ モーターは、 正しく選択して機械の安全設計に組み込むと、機械的保持機能を提供できます。

これは次の場合に役立ちます。

• Z軸機構

• 垂直ロボットアーム

• 製品昇降システム

• 自動保管装置

• ピックアンドプレイスエレベーター

これらのアプリケーションの場合、エンジニアはブレーキトルク、負荷慣性、停止動作、および完全な機械安全システムを評価する必要があります。

9. さまざまな制御システムの柔軟な通信

ピッキング ロボットのメーカーはすべて同じコントローラー アーキテクチャを使用しているわけではありません。

マシンによっては、サーボ システムは以下を通じて通信する必要がある場合があります。

• 脈

• RS485 / Modbus-RTU

• CANopen

• EtherCAT

さまざまな制御オプションを提供することで、統合サーボ モーターをさまざまな PLC、モーション コントローラー、ロボット コントローラー、およびオートメーション アーキテクチャに適合させることができます。

単純な位置決め機構の場合は、パルス制御で十分な場合があります。

ネットワーク化された多軸ピッキング ロボットの場合は、CANopen または EtherCAT の方が適切な場合があります。

10. カスタムの機械構成

モーターはロボットに物理的に適合する必要があります。

これは当然のことのように聞こえますが、標準モーターのシャフトの長さ、取り付け配置、コネクタの位置、またはギアボックスの構成が間違っている場合、エンジニアリング上の重大な問題になる可能性があります。

OEM ピッキング ロボット メーカーの場合、カスタマイズには以下が含まれます。

• 軸径

• シャフトの長さ

• キー溝

• 平軸

• 中空シャフト

• ギアボックス

• ギア比

• ブレーキ

• エンコーダ

• コネクタ

• ケーブル

• 取付構成

• 知的財産保護

これにより、ロボット構造に標準モーターを強制的に適合させるのではなく、モーターをロボットに適合させることができます。

11. 制御キャビネット要件の緩和

従来のサーボ アーキテクチャでは、制御キャビネット内に複数の外部サーボ ドライブが必要になる場合があります。

ドライブがモーターに統合されると、モーション制御電子機器の一部がロボットの軸に直接移動します。

コンパクトなピッキング ロボットの場合、これによりキャビネットのサイズが削減され、次のような他のコンポーネント用に貴重なスペースが解放される可能性があります。

• PLC

• 産業用PC

• ビジョンコントローラー

• セーフティコントローラ

• 電源

• 通信機器

これは、ロボット自体の電気筐体が限られている場合に特に役立ちます。

12. メンテナンスとシステム統合の容易化

統合されたサーボ モーターにより、機械のアーキテクチャも簡素化できます。

エンジニアは、複数の個別のコンポーネントをトラブルシューティングする代わりに、より統合されたモーション コントロール ユニットを使用して作業できます。

OEM メーカーの場合、これにより以下が簡素化されます。

設計→組立→配線→試運転→試験→メンテナンス

また、運用環境で指定および管理する必要がある個別のコンポーネントの数を減らすこともできます。

13. さまざまなピッキングロボットアーキテクチャに適しています

統合サーボモーターは 1 種類のピッキング ロボットに限定されません。

それらは次の目的で考慮されます。

• ロボットアームピッキングシステム

• デカルトピッキングロボット

• デルタのピックアンドプレースロボット

• ゴミ箱ピッキングロボット

• 商品から人へのロボット

• 倉庫ピッキングシステム

• 包装およびピッキング機械

• 仕分けロボット

• 移動式ピッキングロボット

• AMRベースのピッキングシステム

モーター構成は、特定の軸、ペイロード、速度、デューティ サイクル、および環境条件に従って選択する必要があります。

顧客は商品を購入するときに何を見ていますか ピッキングロボット用一体型サーボモーター?

OEM 購入の観点から見ると、顧客は通常、モーターの定格出力以上のものを評価する必要があります。

主な技術的な質問には次のようなものがあります。

軸に必要なトルクはどれくらいですか?

必要な最大速度はどれくらいですか?

ロボットはどれくらいの速度で加速および減速する必要がありますか?

どの程度の位置決め精度が必要ですか?

実際の負荷イナーシャはどれくらいですか?

軸にはギアボックスが必要ですか?

垂直軸にブレーキは必要ですか?

どのエンコーダ設定が必要ですか?

コントローラーは EtherCAT、CANopen、RS485、または Pulse をサポートしていますか?

どのような IP 保護レベルが必要ですか?

シャフト、コネクタ、ギアボックス、取り付け寸法はカスタマイズできますか?

これらの質問は、メーカーが単に公称ワット数に基づいてモーターを選択するのではなく、実際のロボットの動作プロファイルに基づいてサーボ モーターを選択するのに役立ちます。

ピッキングロボットメーカーにとって OEM 能力が重要な理由

ピッキング ロボットのメーカーは、多くの場合、独自の機械構造、制御アルゴリズム、グリッパー、システム アーキテクチャを開発しています。

そのため、標準のカタログモーターが必ずしも完全に適合するとは限りません。

経験豊富な統合サーボ モーター サプライヤーは、開発プロセス中に OEM と協力して以下を評価できます。

アプリケーション要件 → モータ選定 → トルク計算 → 機械設計 → 試作 → 試験 → 最適化 → 量産

このアプローチは、顧客がカスタマイズされたシャフト、ギアボックス、エンコーダー、通信インターフェイス、ブレーキ、コネクタ、ケーブル、またはハウジングを必要とする場合に特に役立ちます。

ピッキング ロボットの大量生産の場合、カスタマイズはロボット プラットフォーム全体でより一貫したモーター構成を作成するのにも役立ちます。

統合されたサーボ モーターは、よりコンパクトなピッキング ロボットの構築に役立ちます

お客様が統合サーボ モーターを検討する基本的な理由は、複数のモーション制御機能を 1 つのユニットに組み合わせることができるためです。

次のことを中心に設計するのではなく、

モーター + 外部エンコーダー + サーボドライブ + 追加配線 + 別個のギアボックス

OEM は、以下を中心に軸を構築できる可能性があります。

統合サーボ モーター + ギアボックス + 産業用通信

このアーキテクチャは、最新のピッキング ロボットに必要な閉ループ フィードバック、動的応答、および協調制御を提供しながら、システムの複雑さを軽減できます。

に対して 高速倉庫ピッキング、ロボット アーム、自動仕分け、梱包、およびモバイル ピッキング システム、統合サーボ モーターは、コンパクトでスケーラブルなモーション コントロール システムを開発するための柔軟な基盤を提供します。

要約すれば

お客様がピッキング ロボット用に統合サーボ モーターを選択するのは、いくつかの実際的なエンジニアリング要件に同時に対処できるためです。

コンパクトな設置

省配線

閉ループ位置決め

高速な動的応答

多軸通信

柔軟なギアボックスのオプション

ブレーキ構成

環境保護

OEMのカスタマイズ

システム統合の簡素化

ロボットのメーカーを選択する場合、最も重要な考慮事項は、単に最も強力なモーターを選択することではありません。選択します。 ロボットの各軸に適切な統合サーボ構成を負荷、トルク、速度、慣性、位置決め精度、通信プロトコル、環境条件、機械構造に基づいて、

このアプリケーション重視のアプローチにより、統合されたサーボ モーターが、単なる別の個別コンポーネントではなく、ロボットの全体的な動作アーキテクチャの一部となることが可能になります。

EtherCAT 統合サーボ モーターと従来のサーボ システムの比較

従来のサーボ システムは通常、モーターとドライブを分離しています。

一体型サーボモーターがこれらを組み合わせます。

適切なアーキテクチャはロボットの設計によって異なります。集中キャビネットを備えた大規模システムは従来のサーボ ドライブから恩恵を受ける可能性がありますが、コンパクトなロボット機器は統合サーボ アーキテクチャから大きな恩恵を受けることができます。

高負荷ピッキングロボットでは熱管理が重要

ピッキング ロボットは、倉庫勤務中に継続的に動作することがよくあります。

つまり、熱性能を無視すべきではありません。

モーターは、実験室での短期間のテストでは良好に動作する可能性がありますが、連続的な繰り返し動作中に温度が上昇します。

統合型サーボモーターを選択する場合、メーカーは以下を評価する必要があります。

• 連続トルク

• ピークトルク持続時間

• デューティサイクル

• 周囲温度

• モーターハウジング温度

• 内部電子機器の温度

• 冷却条件

• 過負荷保護

適切に適合したモーターは、熱限界近くで連続動作することなく、十分なトルクを提供する必要があります。

通信の信頼性は非常に重要です

ピッキングロボットは頻繁に通信が中断されるわけにはいきません。

モーション コントローラー、サーボ モーター、センサー、ビジョン システム、ロボット ソフトウェアはすべて連携して動作する必要がある場合があります。

したがって、EtherCAT 通信は完全な制御アーキテクチャの一部として評価される必要があります。

重要な考慮事項は次のとおりです。

• ネットワークトポロジ

• ケーブルの品質

• コネクタの信頼性

• EMC性能

• 接地

• ネットワーク構成

• コントローラーの互換性

• サーボドライブの互換性

• 診断機能

信頼性の高い通信アーキテクチャにより、自動倉庫機器の予期せぬダウンタイムが軽減されます。

適切な EtherCAT 統合サーボ モーターを選択する方法

右を選択する ピッキング ロボット用のEtherCAT 統合サーボ モーターは、 単に正しいモーター出力を選択するだけの問題ではありません。モーターはロボットの 負荷、トルク、速度、加速度、位置決め精度、機械構造、通信アーキテクチャ、および動作環境に適合する必要があります。.

ピッキング ロボットの場合、ロボットは複数の軸を調整しながらピック アンド プレース サイクルを数百または数千回繰り返す可能性があるため、これらの要件はさらに重要になります。適切に選択された EtherCAT 統合サーボ モーターは、モーター、ドライブ、エンコーダー、および通信インターフェイスをコンパクトなモーション コントロール ユニットに組み合わせることで、マシン アーキテクチャを簡素化できます。

1. ロボットの軸と動作の要件から開始します

最初のステップは、モーターが実際に何を動かす必要があるかを特定することです。

ピッキング ロボットには、次のような複数の動作軸が含まれる場合があります。

• X/Y/Z 直線軸

• ロボットアームの関節

• 手首の回転

• グリッパー機構

• コンベアまたは移送機構

• 垂直昇降軸

• 回転位置決め軸

軸が異なれば、トルク、速度、伝達要件も異なります。

たとえば、高速の水平軸では 動的応答と加速が優先される一方、垂直昇降軸では より高い出力トルクとブレーキが必要になる場合があります。コンパクトなグリッパーには、高い連続パワーよりも正確な位置決めが必要な場合があります。

したがって、すべての軸に 1 つの同一のモーターを選択することが、常に最も効果的なアプローチであるとは限りません。

2. 必要トルクの計算

トルクは、ピッキング ロボット用の一体型サーボ モーターを選択する際の最も重要なパラメータの 1 つです。

必要なトルクは可搬質量そのもの以上のものを考慮する必要があります。計算には次のものが含まれる場合があります。

• ペイロード重量

• ロボットアームの重量

• エンドエフェクターの重量

• ギアボックス比

• 加速と減速

• 摩擦

• 伝送効率

• 垂直揚力

• 外部機械抵抗

• 負荷イナーシャ

回転軸の場合、基本的な関係は次のように表すことができます。

必要トルク＝加速トルク＋負荷トルク＋摩擦トルク＋安全余裕

垂直軸の場合は、重力も考慮する必要があります。

定格可搬質量のみに基づいて適切であると思われるモーターでも、加速、減速、または緊急停止中に過度のピークトルクが発生する可能性があります。このため、購入者は 定格トルクとピークトルクの両方を評価する必要があります。.

3. モーターの速度と加速度を確認する

ピッキング ロボットは多くの場合、ピッキング位置と配置位置の間で素早い移動を必要とします。したがって、サーボモーターには十分な速度と動的応答が必要です。

モーターを比較するときは、次の点を確認してください。

• 定格速度

• 最高速度

• 加速能力

• 減速能力

• ピークトルク

• 位置決め応答

• 連続使用性能

高速であれば自動的に優れているわけではありません。モーターは実際の負荷を動かしながら安定した動作を維持する必要があります。

短い反復的な動作を実行するロボットの場合、加速プロファイルは最大 RPM と同じくらい重要になる可能性があります。適切なモーターは、加速中に過度の加熱をせずに十分なトルクを提供する必要があります。

4. 位置決め精度とエンコーダフィードバックの評価

ピッキング ロボットは、マシン ビジョン、事前定義された座標、コンベア、ロボット グリッパーを使用して動作することがよくあります。したがって、モーターは信頼性の高い位置フィードバックを提供する必要があります。

制御 エンコーダを備えた統合サーボ モーターにより、 システムがモーターの位置を監視し、それに応じて動きを調整できます。

モーターを選択するときは、次の点を考慮してください。

• エンコーダの解像度

• 位置フィードバック方式

• 繰返し位置決め精度

• 要求される機械精度

• ギアボックスのバックラッシュ

• 負荷イナーシャ

• 制御ループの要件

実際の位置決めパフォーマンスは、エンコーダ単独ではなく、機械システムおよび制御システム全体に依存します。

正確なアームまたは直線軸の位置決めが必要なアプリケーションの場合、エンコーダ、ギアボックス、トランスミッション、および機械構造を 1 つのシステムとして評価する必要があります。

5. EtherCAT がロボットのモーション アーキテクチャに適合していることを確認する

EtherCAT は、ピッキング ロボットに複数の座標軸がある場合に特に役立ちます。

一般的なロボットでは、以下の同期が必要になる場合があります。

ロボットコントローラ → アーム軸 → リスト軸 → グリッパ → コンベア → 補機

EtherCAT通信を使用すると、複数のサーボ軸を集中産業用イーサネットモーションコントロールアーキテクチャに統合できます。

EtherCAT 統合サーボ モーターを選択する場合、購入者は次の点を確認する必要があります。

• EtherCAT互換性

• 通信プロトコルの要件

• コントローラーの互換性

• 多軸同期要件

• ネットワークトポロジ

• 通信サイクル要件

• コネクタとケーブルの構成

重要な点は、 EtherCAT が コントローラーおよび全体的なオートメーション アーキテクチャに適合する必要があるということです。絶縁モーター機能として選択されるのではなく、

6. 適切なギアボックスを選択します

モーター自体は、必要な出力トルクまたは速度を直接提供できない場合があります。ギアボックスはモーターの特性をロボットの機構に適応させることができます。

一般的なオプションは次のとおりです。

遊星歯車式サーボモーター

遊星 ギアボックス は、ピッキングロボットが高出力トルク、コンパクトな寸法、および適切な減速比を必要とする場合に適しています。

典型的なアプリケーションには次のようなものがあります。

• ロボットアームの関節

• 回転位置決め

• 高負荷機構

• コンパクトな昇降システム

• 高トルク密度アプリケーション

ウォームギヤードサーボモーター

ウォームギアボックスは、機構に高い減速比や直角伝達が必要な場合に役立ちます。

次のような場合に考慮される可能性があります。

• コンパクトな搬送機構

• 回転位置決め

• コンベヤシステム

• 昇降機構

ただし、選択の際には、ギアボックスの効率、バックラッシュ、熱性能、および実際の負荷条件を評価する必要があります。

7. ロボットの垂直軸のブレーキを検討する

ピッキングロボットの垂直軸は、重力が継続的に負荷に作用するため、水平軸とは異なる動作をする可能性があります。

電源が遮断されたときに軸を所定の位置に維持する必要がある場合は、 ブレーキ一体型サーボ モーターを 検討してください。

ブレーキの選択では、以下を考慮する必要があります。

• 垂直荷重

• 保持トルク

• モーター速度

• ブレーキレスポンス

• デューティサイクル

• 安全要件

モーターブレーキを唯一の安全対策として扱うべきではありません。完全な垂直軸の安全設計には、機械式トランスミッション、コントローラー、緊急停止戦略、および該当する機械の安全性要件が含まれている必要があります。

8. 正しいモータータイプの選択

ピッキング ロボットのメーカーは、軸に応じて異なる統合サーボ アーキテクチャを使用する場合があります。

正しい選択は、特定の軸と動作条件によって異なります。

9. 物理的な設置スペースを確認する

メーカーが一体型サーボモーターを検討する主な理由の 1 つは、別個のモーターと駆動コンポーネントが占めるスペースを削減することです。

ただし、統合ユニットはロボットの機械構造に適合する必要があります。

ご注文前に以下をご確認ください。

• モーターフレームサイズ

• モーター全長

• 軸径

• シャフトの長さ

• 取付寸法

• コネクタの位置

• ケーブル取出し方向

• ギアボックスの寸法

• ブレーキ寸法

• 利用可能な冷却スペース

コンパクトなピッキング ロボットの場合、モーターの長さやコネクタの位置がわずかに変化しただけでも、機械設計に影響を与える可能性があります。

10. 動作環境を考慮する

作業環境はサーボモータの選択に大きく影響します。

倉庫ピッキングロボットの場合、モーターは比較的きれいな屋内条件で動作する場合があります。他のシステムは、ほこり、湿気、洗浄プロセス、または温度変化にさらされる可能性があります。

アプリケーションに応じて、購入者は以下を評価する必要があります。

• 知的財産保護

• 動作温度

• 粉塵暴露

• 水分

• 洗浄要件

• 連続運転

• 放熱

要求の厳しい環境では、完全な設置が必要な保護レベルを維持している場合、 IP65 統合サーボ モーターは 標準のオープン設計よりも高いレベルの保護を提供できます。

11. 連続ピッキングの熱性能を評価する

ピッキングロボットは長時間連続稼働する場合があります。頻繁な加減速や高負荷の動作を繰り返すと、モーターの温度が上昇する可能性があります。

熱評価には以下を含める必要があります。

• 連続トルク

• ピークトルク

• デューティサイクル

• 周囲温度

• モーターの取り付け条件

• ギアボックスの効率

• 放熱

• 過負荷期間

モーターは、単に公称出力定格ではなく、実際の動作プロファイルに基づいて選択する必要があります。

ハイサイクルアプリケーションの場合、の下でモーターをテストすることが役立ちます。 実際の負荷、速度、加速度、およびデューティサイクル 設計を最終決定する前に、予想される

12. 通信および制御オプションを確認する

ロボットにはネットワークの協調制御が必要なため、EtherCAT 統合サーボ モーターが選択されることがよくあります。ただし、より広範な製品プラットフォームでは、マシンのアーキテクチャに応じて異なる通信オプションが必要になる場合もあります。

たとえば、JKONGMOTOR の統合サーボ プラットフォームには、次のような制御および通信構成が含まれています。

• 脈

• RS485 / Modbus-RTU

• CANopen

• EtherCAT

これにより、機械製造業者はさまざまなロボット プラットフォームを設計したり、補助軸を統合したりするときに柔軟性が得られます。

EtherCAT ピッキング ロボットの場合、重要な問題は、選択したモーターの通信インターフェイス、制御機能、および電気接続がロボット コントローラーと一致するかどうかです。

13. 最終的な選択の前に OEM のカスタマイズを検討する

標準仕様はピッキングロボットメーカーの選定プロセスの一部にすぎません。機械的なカスタマイズも同様に重要です。

プロジェクトによっては、OEM カスタマイズには以下が含まれる場合があります。

• シャフトの直径と長さ

• キー溝

• 平軸

• 中空シャフト

• クロスドリルシャフト

• ギアボックス

• ブレーキ

• エンコーダ

• コネクタ

• ケーブル長

• 取付構成

• 知的財産保護

これは、モーターを既存のロボット アーム、グリッパー、昇降機構、またはコンパクトなシャーシに適合させる必要がある場合に特に役立ちます。

新しいピッキング ロボットを開発する機械メーカーの場合、多くの場合、 モーター、ドライブ、ギアボックス、エンコーダー、通信インターフェイス、機械インターフェイスについて一緒に検討する方が効率的です。 各コンポーネントを個別に選択するよりも、

14. 完全なモーションプロファイルを使用して最終決定を下す

信頼できる選択は、完全な動作サイクルに基づいて行う必要があります。

例えば：

ピック → 持ち上げ → 加速 → 移動 → 減速 → 置く → 戻る

各段階で次のことを決定します。

1. 負荷

2. 必要トルク

3. 必要な速度

4. 加速度

5. 位置決め要件

6. デューティサイクル

7. ギア比

8. エンコーダの要件

9. 通信要件

10. 環境条件

このアプローチによりのみに基づいてモーターを選択するという、よくある選択ミスを防ぐことができます。 、定格出力または可搬質量.

EtherCAT統合サーボモータ選択チェックリスト

ピッキング ロボット メーカーは、注文を確定する前に次のチェックリストを使用できます。

JKONGMOTOR と協力する理由 ピッキングロボットのサーボモーターの 選定は？

ピッキングロボットメーカーにとって、モーターはモーションコントロールシステムの一部にすぎません。実際の目標は、 適合するモーター + ドライブ + エンコーダー + トランスミッション + 通信ソリューションを作成することです。.

JKONGMOTOR は、 統合ステッピング サーボ モーター、ギア付きサーボ モーター、BLDC サーボ モーター、直線運動ソリューション、ブレーキ統合モーター、その他のカスタマイズされた構成など、さまざまなロボットの動作要件をカバーする統合サーボ モーター構成を提供します。.

OEM/ODM アプローチにより、モーター構成を機械の機械的および電気的要件に適合させることもできます。

新しいピッキング ロボット プロジェクトの場合、購入者は ペイロード、軸タイプ、速度、加速度、ギアボックス比、移動距離、デューティ サイクル、取り付け寸法、およびコントローラー/通信要件を提供できます。これらのパラメータは、適切な EtherCAT 統合サーボ モータを選択するための実際的な開始点となります。

最終的なポイント

最適なEtherCAT 統合サーボ モーターは ピッキング ロボットに 、単にモーターのワット数ではなく、完全なモーション システムに従って選択する必要があります。

最も重要な要素は、 トルク、速度、加速度、エンコーダフィードバック、EtherCAT互換性、ギアボックス要件、ブレーキ要件、熱性能、設置スペース、環境保護、およびOEMカスタマイズです。.

これらの要素を総合して評価すると、統合サーボ モーターをロボットの各軸にさらに適合させることができるとともに、配線の簡素化、キャビネット要件の削減、および調整された多軸動作のサポートに役立ちます。

EtherCAT 統合サーボ モーターが倉庫ロボットに適合する場所

倉庫ロボット工学は、もはや単純なコンベヤーの自動化に限定されません。最新の倉庫では、 ピッキング ロボット、AMR、AS/RS システム、パレット シャトル、仕分け装置、ロボット アーム、自動昇降機構を使用して 、製品の移動、識別、ピッキング、保管、取り出しを行っています。

これらの機械は、複数の軸にわたる調整された動作を必要とします。 EtherCAT 統合サーボモータは 、モータ、ドライブ、エンコーダ、リアルタイム通信インターフェースをコンパクトなモーションコントロールユニットに統合できるため、スペース、同期、配線、位置決め性能が重要となる倉庫機器に適しています。

機器メーカーにとって重要な問題は、単に EtherCAT サーボ モーターが倉庫ロボット工学に使用できるかどうかではなく、 機械アーキテクチャ内で最も実用的な価値を提供する場所はどこかということです。.

1.ピッキングロボット

ピッキング ロボットは、EtherCAT 統合サーボ モーターの最も直接的なアプリケーションの 1 つです。

一般的なピッキング ロボットでは、以下の調整が必要になる場合があります。

• ロボットアームの関節

• 手首の回転

• グリッパーの動き

• 垂直吊り上げ

• コンベヤの位置決め

• 製品の転送

1 回のピッキング サイクル中に、ロボットは目標位置まで急速に移動し、正確な位置決めのために速度を落とし、グリッパーを操作して開始位置に戻る必要がある場合があります。

EtherCAT 統合サーボ モーターは、 多軸協調動作をサポートできます。 制御キャビネットに設置される個別のドライブ コンポーネントの数を減らしながら、このタイプの

コンパクトなロボットアームの場合、限られた設置スペース内でより高い出力トルクが必要な場合は、遊星歯車一体型サーボモータも検討できます。

2. AMRと倉庫移動ロボット

自律移動ロボット (AMR) は、次の目的で使用されることが増えています。

• 商品の輸送

• 注文の履行

• 棚から個人への配送

• ビンの輸送

• マテリアルハンドリング

• 倉庫補充

駆動システムには、車輪の速度、方向、加速、減速度を制御する必要があります。

統合サーボモーターはモーターと電子機器をコンパクトなモジュールに組み合わせることができ、モーターと外部ドライブ間の配線を削減します。

移動式倉庫ロボットの場合、ホイール トルク、車両重量、速度、バッテリー電圧、制御アーキテクチャに応じて、 DC サーボ、BLDC サーボ、ギア付きサーボ、または特殊な AGV/AMR サーボ構成が選択される場合があります。

機能安全が必要な場合、 STO 関連の機能を備えたサーボ構成は 、機械の安全設計全体の一部として評価できます。

3. AS/RSスタッカークレーン

自動保管および取り出しシステム (AS/RS) は、スタッカー クレーンを使用して、高密度の倉庫位置に商品を保管および取り出します。

一般的なスタッカー クレーンには、いくつかの重要な動作軸がある場合があります。

水平移動 → 垂直昇降 → フォーク移動

各軸には異なる要件があります。

水平移動

スタッカー クレーンを倉庫の通路に沿って正確に移動するには、移動軸の加速、減速、位置決めを制御する必要があります。

垂直昇降

リフティング軸は大きな機械的負荷に対処する必要があり、より高いトルク、適切なギア、およびブレーキ機能が必要になる場合があります。

フォーク軸

フォーク機構には、パレットまたは保管コンテナに挿入したり取り出したりするための反復可能な位置決めが必要です。

EtherCAT は、これらの軸が調整されたモーション制御システムの一部として動作する必要がある場合に特に役立ちます。

4. 4方向パレットシャトル

4 方向パレット シャトルは、車両が狭い保管チャンネル内を移動する必要があるため、コンパクトで制御可能な駆動システムが必要です。

機械の設計に応じて、統合サーボ モーターは次の用途に使用できます。

• 前進と後進

• 横方向の動き

• 昇降機構

• パレットの位置決め

• 補助機械機能

コンパクトな統合サーボ アーキテクチャにより、外部配線が削減され、シャトル内への取り付けが簡素化されます。

高い減速比やコンパクトなトランスミッションを必要とするアプリケーションの場合、必要なホイールトルクと機械構造に応じてギア付き統合サーボ構成を評価できます。

5. コンベアおよび搬送システム

倉庫の自動化は、コンベヤーと搬送機構に大きく依存しています。

これらのシステムは以下を転送する可能性があります。

• カートン

• トートバッグ

• ビン

• 小包

• パレット

• 個別の製品

サーボ制御のコンベヤでは、正確な速度調整と上流および下流の機器との同期が必要になる場合があります。

EtherCAT 統合サーボ モーターは、コンベアが他の軸または機械と協調制御する必要がある場合に使用できます。

例えば：

ビジョンシステム → ピッキングロボット → コンベア → ソーター → 梱包ステーション

これらのマシンが共通の自動化アーキテクチャを通じて位置およびタイミング情報を交換すると、調整された動作の実装が容易になります。

6. 自動仕分け装置

高速仕分けシステムは、目的地、サイズ、注文、またはその他の識別基準に従って製品を移動する必要があります。

アプリケーションには次のものが含まれます。

• クロスベルトソーター

• スライディングシューソーター

• 小包仕分けシステム

• ダイバータ

• ロータリー仕分け機構

• 転送モジュール

選別機構は、多くの場合、比較的高いサイクル率で反復動作を実行します。したがって、モーターには適切な速度、加速度、位置決め応答、および熱性能が必要です。

機構に応じて、 BLDC サーボ、遊星歯車式 BLDC サーボ、または一体型ステッピング サーボ モーターを 検討できます。

最終的な選択は、実際の負荷、サイクル タイム、トルク、機械伝達に基づいて行う必要があります。

7. ロボットアームとエンドエフェクターシステム

倉庫ロボット アームは次のことを実行できます。

• ビンピッキング

• カートンピッキング

• パレタイジング

• デパレタイジング

• アイテムの仕分け

• ケースハンドリング

ジョイントが異なれば、機械的要件も異なります。

手首軸にはコンパクトな寸法と高速応答が必要ですが、より大きなアームジョイントにはより高い出力トルクが必要になる場合があります。

ここで、さまざまな統合サーボ構成をさまざまな軸に適合させることができます。

統合されたステッピング サーボ モーターは、 反復可能な位置決めアプリケーションに検討できます。

より高い出力トルクとコンパクトなトランスミッションが必要な場合は、遊星歯車一体型サーボモータを 検討できます。

ブレーキ一体型サーボモーターは、 制御された保持が必要な垂直軸について評価できます。

8. 自動昇降垂直搬送装置

垂直方向の移動では、重力という追加の考慮事項が必要になります。

倉庫システムでは、次の目的でサーボ駆動メカニズムを使用する場合があります。

• リフトテーブル

• 垂直コンベヤ

• ロボットの Z 軸

• 保管用リフト

• フォーク機構

• 垂直搬送ユニット

これらのアプリケーションでは、低速でのより高いトルクと、システム停止時の制御された保持が必要になる場合があります。

ください 。 機械設計でモーター側の保持機能が必要な場合は、ブレーキ一体型サーボモーターをご検討

ただし、ブレーキは、ギアボックス、機械的負荷、安全システム、緊急停止戦略、および該当する機械の安全要件と併せて評価する必要があります。

9. 商品から個人へのピッキングシステム

物品倉庫では、製品または保管コンテナがオペレーターまたはロボットピッキングステーションに自動的に輸送されます。

システムには次のものが含まれます。

保管 → モバイルロボット → コンベア → ピッキングステーション → 注文処理

各ステージでは、制御された動きと正確な位置決めが必要です。

統合サーボモーターは、閉ループ制御とコンパクトな設置が重要な移動および位置決めメカニズムに使用できます。

EtherCAT は、複数のサーボ軸が中央コントローラとモーション情報を交換する必要がある場合に特に役立ちます。

10. 自動梱包とパレタイジング

倉庫のフルフィルメントは製品の取り出しに終わりません。多くのシステムは以下も自動化します。

• ケースフォーミング

• 製品の配置

• カートンの取り扱い

• 袋詰め

• ラベリング

• パレタイジング

• デパレタイジング

これらのマシンは多くの場合、複数の同期されたサーボ軸を必要とします。

たとえば、パレタイジング ロボットは、アームの動き、手首の回転、持ち上げ、およびエンドエフェクタの位置決めを調整できます。

EtherCAT ベースの統合サーボ アーキテクチャは、モーターと駆動電子機器を機械軸の近くに保ちながら、これらの動作軸を機械コント​​ローラーに接続するのに役立ちます。

11. さまざまな統合サーボモーターが適合する場所

すべての倉庫ロボットが同じサーボ アーキテクチャを必要とするわけではありません。

このテーブルは、固定されたモーター選択ルールではなく、出発点として扱われる必要があります。実際の選択は、機械設計と動作プロファイルによって異なります。

12. 倉庫ロボット工学において EtherCAT が重要な理由

これらのシステムにおける EtherCAT の主な利点は、単に通信インターフェイス自体にあるわけではありません。その価値は、 複数のデバイスと軸にわたって調整された産業用モーション制御を可能にすることから生まれます。.

倉庫ロボットは以下を調整する必要がある場合があります。

コントローラ → サーボ軸 1 → サーボ軸 2 → サーボ軸 3 → グリッパ → コンベア

EtherCAT ベースのアーキテクチャを使用すると、機械製造者は集中制御および同期サーボ軸を中心としたモーション システムを設計できます。

これは特に次の場合に役立ちます。

• 多軸ロボットアーム

• 高速ピッキング

• 調整された持ち上げと移動

• 選別機

• 包装システム

• パレタイジングシステム

• 自動マテリアルハンドリング

機械製造業者にとって、このアーキテクチャにより、統合サーボ モーターを使用する場合に、個別のドライブ キャビネットやモーターからドライブへの広範な配線の必要性も軽減できます。

13. 倉庫ロボットメーカーがチェックすべきこと

EtherCAT 統合サーボ モーターを選択する前に、購入者は完全な動作プロファイルを評価する必要があります。

機械的要件

• ペイロード

• 負荷イナーシャ

• ギア比

• シャフト構成

• 取付寸法

• 設置可能スペース

動作要件

• 定格速度

• 最高速度

• 定格トルク

• ピークトルク

• 加速度

• 減速

• 位置決め精度

• デューティサイクル

制御要件

• EtherCAT互換性

• コントローラーの互換性

• エンコーダの解像度

• 多軸同期

• ネットワークアーキテクチャ

環境要件

• 知的財産保護

• 周囲温度

• ほこり

• 水分

• 連続運転

• 放熱

カスタマイズ要件

• シャフトの直径と長さ

• キー溝またはフラット

• 中空シャフト

• ギアボックス

• ブレーキ

• エンコーダ

• コネクタ

• ケーブル

• 取付構造

14. 統合サーボ アーキテクチャが最新の倉庫オートメーションに適合する理由

従来のサーボ システムでは、多くの場合、 モーター、ドライブ、エンコーダー フィードバック、通信コンポーネントが分離されています。.

統合サーボ モーターは、これらの機能のいくつかを 1 つのコンパクトなユニットにまとめています。

倉庫ロボットの場合、このアーキテクチャは次のような実用的な利点を提供します。

モーターからドライブまでの配線が少なくなる

駆動電子機器はモーターと統合されているため、外部接続が減少します。

小型の制御盤

一部のドライブ関連ハードウェアは、キャビネットから機械軸の近くに移動できます。

シンプルなマシン統合

モーター、ドライブ、エンコーダー、通信機能を 1 つのモーション制御モジュールとして設計できます。

柔軟な軸構成

さまざまなロボット機構に応じて、さまざまなサーボおよびギア構成を選択できます。

OEM への適応が容易になる

機械的および電気的インターフェースは、特定の倉庫機器に合わせてカスタマイズできます。

最終的なポイント

EtherCAT 統合サーボ モーターは、ピッキング ロボットや AMR から AS/RS スタッカー クレーン、4 方向パレット シャトル、コンベヤ、仕分け機、ロボット アーム、昇降システム、自動梱包装置に至るまで、倉庫ロボットのさまざまな分野に適合します。

重要なのは、モーター構成を特定の軸に適合させることです。

には 高精度の位置決め、統合されたステッパー サーボが適切な場合があります。を得るには より高い出力トルク、遊星ギア付きサーボを検討できます。には 垂直方向の移動、ブレーキ一体型の構成が必要になる場合があります。実現するため 高速ソートやダイナミックな動作を、BLDCサーボ構成を評価できます。

倉庫設備メーカーにとって、最も重要な選択基準は依然として トルク、速度、加速度、エンコーダフィードバック、ギアボックス要件、通信互換性、熱性能、設置スペース、環境保護、および OEM カスタマイズです。.

JKONGMOTOR の統合サーボ モーター プラットフォームは、これらのモーション要件に応じたさまざまな構成を提供し、機械メーカーが最新の倉庫ロボット向けに、よりコンパクトでアプリケーション固有のモーション制御アーキテクチャを開発できるようにします。

OEM カスタマイズが違いを生む理由

標準カタログモーターは多くの用途に役立ちますが、ロボット機器メーカーの要件が既製の製品と完全には一致しないことがよくあります。

たとえば、ロボットの製造元は、特定の取り付けパターン、シャフトの長さ、エンコーダの種類、コネクタ、ケーブルの方向、またはギアボックス比を必要とする場合があります。

OEM/ODM 統合サーボ モーター サプライヤーは、機械に標準モーターを強制的に搭載するのではなく、機械に合わせてモーターを開発できます。

一般的なカスタマイズ プロセスには次のものが含まれます。

アプリケーション分析 → モーターの選択 → 機械設計 → サーボとエンコーダーの構成 → 試作 → テスト → 検証 → バッチ生産

このアプローチは、大規模展開用の機器を開発しているロボット メーカーにとって特に価値があります。

結論: ピッキングロボットのための EtherCAT と統合サーボ技術

ピッキング ロボットには、高いモーター出力以上のものが必要です。が必要です。 高速応答、正確な位置決め、同期した多軸動作、信頼性の高いフィードバック、コンパクトな機械的統合、および信頼性の高い通信.

EtherCAT 統合サーボ モータは、モータ、サーボ ドライブ、エンコーダ、およびリアルタイム通信インターフェイスをコンパクトなモーション コントロール ユニットに組み合わせることで、これらの要件のいくつかに対処します。

ピッキング ロボット メーカーにとって、このアーキテクチャは、配線の複雑さを軽減し、設置を簡素化し、多軸の調整を改善し、より高速な反復動作をサポートするのに役立ちます。

最も重要な考慮事項は、やはり完全な動作プロファイルです。モーターのトルク、速度、エンコーダーの分解能、慣性、ギアボックス比、熱性能、通信の互換性、機械的寸法をすべて合わせて評価する必要があります。

OEM ロボット機器メーカーにとって、 EtherCAT 通信とカスタマイズ可能なモーター、エンコーダー、ギアボックス、ブレーキ、およびコネクター構成を備えた統合サーボ モーター プラットフォームは、 コンパクトでスケーラブルなピッキング ロボット システムを開発するための実用的な基盤を提供できます。

よくある質問

1. EtherCAT一体型サーボモータとは何ですか?

EtherCAT 統合サーボ モータは、モータ、サーボ ドライブ、エンコーダ、および EtherCAT 通信インターフェイスをコンパクトなモーション コントロール ユニットに組み合わせています。閉ループモーション制御と複数の軸間の協調動作を必要とするアプリケーション向けに設計されています。

2. EtherCAT 統合サーボ モーターは倉庫ロボット工学のどこで使用されますか?

これらは、ピッキング ロボット、AMR、AS/RS スタッカー クレーン、4 方向パレット シャトル、コンベア、仕分けシステム、ロボット アーム、昇降機構、および自動梱包装置で使用できます。

3. EtherCAT 統合サーボ モーターがピッキング ロボットに適しているのはなぜですか?

これらは、閉ループ位置決め、動的モーション制御、およびネットワーク通信をコンパクトなパッケージで提供します。これにより、多軸ロボットのアーキテクチャが簡素化され、モーターからドライブへの配線が削減されます。

4. EtherCAT 統合サーボ モーターは AMR および AGV 駆動システムに使用できますか?

はい。車両重量、ホイールトルク、速度、電圧、および制御要件に応じて、統合 DC サーボ、BLDC サーボ、ギア付きサーボ、または特殊な AGV/AMR サーボ構成を検討できます。

5. AS/RS 昇降軸に適した一体型サーボモータはどれですか?

リフティング軸に高い出力トルクが必要な場合は、ギア付き一体型サーボ モーターが適している場合があります。機械設計で垂直荷重の制御された保持が必要な場合は、ブレーキ一体型構成も検討できます。

6. EtherCAT 統合サーボ モーターは倉庫ロボットの複数の軸を制御できますか?

はい。 EtherCAT は、コントローラーがロボット アームの動き、手首の回転、持ち上げ、グリッパー、コンベア、その他のサーボ軸などの機能を調整する多軸モーション アーキテクチャで使用できます。

7. EtherCAT統合サーボモーターを選択する際には何を考慮する必要がありますか?

主な要素には、定格およびピーク トルク、速度、加速度、負荷慣性、位置決め要件、エンコーダ分解能、ギアボックス比、ブレーキ要件、EtherCAT 互換性、デューティ サイクル、熱条件、IP 保護、および機械的取り付け寸法が含まれます。

8. ギア付き EtherCAT 統合サーボ モーターは倉庫の自動化に使用できますか?

はい。より高い出力トルク、減速、コンパクトなトランスミッション、または特定の機械的配置を必要とする用途には、遊星歯車およびウォームギア構成を検討できます。

9. EtherCAT 統合サーボ モーターを倉庫設備用にカスタマイズできますか?

メーカーやプロジェクトの要件に応じて、シャフト寸法、キー溝、取り付け構成、ギアボックス、ブレーキ、エンコーダー、コネクタ、ケーブル、IP保護などのカスタマイズが可能です。

10. 倉庫ロボットプロジェクト用に EtherCAT 統合サーボモーターを選択するにはどうすればよいですか?

まず、軸のタイプ、可搬質量、必要な速度、加速度、トルク、デューティ サイクル、伝達比、位置決め要件、通信アーキテクチャ、設置スペース、および動作環境から始めます。これらのパラメーターを使用して、適切なモーター、エンコーダー、ギアボックス、および通信構成を決定できます。