Kaip pasirinkti individualų žingsninį variklį robotų sistemai?

Norint pasirinkti pritaikytą žingsninį variklį robotų sistemai, reikalingas sukimo momento, judesio, elektrinio ir mechaninio integravimo inžinerinis derinimas, o JKongmotor OEM / ODM pritaikyta paslauga teikia pritaikytus robotų variklius su integruotomis pavaromis, kodavimo įrenginiais, rėmo dydžiu, velenais, apsauga ir bendros inžinerijos palaikymu, kad būtų užtikrintas patikimas, tikslus roboto gamybos našumas ir didelės apimties.

Tinkamo pasirinktinio žingsninio variklio pasirinkimas robotų sistemai – tai ne tik tinkamo variklio pasirinkimas. Realiuose robotikos projektuose variklis turi atitikti sukimo momento poreikio , judesio profilio , valdymo metodą , , mechaninį integravimą ir aplinkos apribojimus – išlikti efektyvus, stabilus ir tinkamas gaminti dideliu mastu.

Šiame vadove aprašome praktinį, pirmiausia inžinerijos aspektą, kaip pasirinkti pasirinktinį žingsninį variklį robotizuotoms sistemoms , daugiausia dėmesio skiriant našumui, patikimumui ir OĮG lygio tinkinimo sprendimams, kurie sumažina riziką ir pagerina gamybos nuoseklumą.

Prieš pasirenkant variklį, apibrėžkite roboto judėjimo poreikį

Prieš pasirinkdami bet kurį žingsninį variklį, turime apibrėžti, kaip juda roboto ašis. Robotinei sistemai gali reikėti didelio greičio indeksavimo , tikslaus padėties nustatymo , nuolatinio sukimosi arba kelių ašių sinchronizuoto judesio . Kiekvienas naudojimo atvejis turi skirtingas variklio specifikacijas.

Pagrindiniai judesio parametrai, kuriuos turime patvirtinti:

• Tikslinė apkrovos masė ir inercija

• Reikalingas pagreitis ir lėtėjimas

• Veikimo greičio diapazonas (RPM)

• Darbo ciklas (nepertraukiamas, su pertrūkiais, didžiausias sprogimas)

• Padėties nustatymo tikslumas ir pakartojamumas

• Laikymo elgsena (padėties laikymas esant apkrovai, palyginti su laisvąja eiga)

Jei praleisime šį veiksmą, rizikuojame per daug (iššvaistomos išlaidos ir šiluma) arba per maži (praleisti žingsniai ir nestabilumas).

Individualūs žingsninių variklių tipai, skirti didelės apkrovos pramonei

Pritaikytas žingsninių variklių aptarnavimas ir integravimas didelių apkrovų pramonei

Kaip profesionalus bešepetių nuolatinės srovės variklių gamintojas, turintis 13 metų Kinijoje, „Jkongmotor“ siūlo įvairius „bldc“ variklius su pritaikytais reikalavimais, įskaitant 33 42 57 60 80 86 110 130 mm, papildomai pasirenkamos pavarų dėžės, stabdžiai, kodavimo įrenginiai, bešepetėlių variklių tvarkyklės ir integruotos tvarkyklės.

Individualiai pritaikyti žingsninio variklio  velenai ir didelės apkrovos pramoninio pritaikymo sprendimai

Jkongmotor siūlo daugybę skirtingų velenų variantų jūsų varikliui, taip pat pritaikomus veleno ilgius, kad variklis sklandžiai atitiktų jūsų paskirtį.

Pasirinkite Teisė Žingsninio variklio tipas skirtas robotų sistemoms

Tinkamo žingsninio variklio tipo pasirinkimas yra vienas iš svarbiausių sprendimų roboto judesio projektavimo srityje. Variklio tipas tiesiogiai veikia sukimo momento išvesties , padėties nustatymo tikslumą , , greičio stabilumą, , sklandumo , triukšmą ir tai, kaip lengvai variklį galima integruoti į roboto jungtį, ašį ar pavaros modulį . Žemiau pateikiame pagrindinius robotikoje naudojamus žingsninių variklių tipus ir kaip išsirinkti geriausią jūsų sistemai.

1) Nuolatinis magnetas (PM) žingsninis variklis – geriausiai tinka ekonomiškai kompaktinei robotikai

Nuolatinio magneto (PM) žingsninis variklis naudoja nuolatinio magneto rotorių ir paprastą statoriaus struktūrą. Paprastai jis yra pigesnis ir lengviau valdomas, tačiau jo sukimo momentas ir tikslumas yra mažesnis nei hibridinės konstrukcijos.

Geriausios robotų programos PM žingsniniams varikliams:

• Maži robotai griebtuvai su lengvomis apkrovomis

• Pagrindiniai automatikos moduliai su trumpais važiavimo atstumais

• Kompaktiškos padėties nustatymo etapai , kai sukimo momento poreikis yra ribotas

• Mažo greičio indeksavimo mechanizmai paprastuose robotuose

Pagrindiniai robotų sistemų pranašumai:

• Maža kaina

• Kompaktiškas dizainas

• Paprasti valdymo reikalavimai

Apribojimai, į kuriuos reikia atsižvelgti:

• Mažesnis sukimo momento tankis, palyginti su hibridiniais žingsniniais varikliais

• Mažiau idealiai tinka didelio tikslumo robotizuotoms ašims

• Ne geriausias pasirinkimas dideliam pagreičiui ar dinaminiams naudingosios apkrovos pokyčiams

Jei robotui reikalingas stabilus sukimo momentas esant įvairioms apkrovoms, PM žingsniniai varikliai paprastai nėra geriausias ilgalaikis sprendimas.

2) Kintamo pasipriešinimo (VR) žingsninis variklis – geriausiai tinka specializuotoms didelės spartos lengvoms apkrovoms

Kintamo pasipriešinimo (VR) žingsninis variklis veikia naudojant minkštą geležinį rotorių be nuolatinių magnetų. Rotorius susilygiuoja su įtampais statoriaus poliais, todėl žingsnis po žingsnio juda.

Geriausios robotų programos VR žingsniniams varikliams:

• Didelės spartos lengvos judesio platformos

• Specializuotos robotų padėties nustatymo sistemos

• Tam tikri laboratorijų automatizavimo įrankiai , kuriuose greitis yra svarbesnis už sukimo momentą

Pagrindiniai robotų sistemų pranašumai:

• Greitas žingsninis atsakas

• Paprasta rotoriaus konstrukcija

• Tinka nišiniam didelės spartos pozicionavimui

Apribojimai, į kuriuos reikia atsižvelgti:

• Mažesnis sukimo momentas nei hibridinių žingsninių

• Mažiau paplitęs šiuolaikiniuose robotų projektuose

• Jautresnis apkrovos pokyčiams praktinėje robotikoje

Daugumoje pagrindinių robotizuotų sistemų VR žingsniukai yra mažiau populiarūs, nes robotikai paprastai reikalauja didesnio sukimo momento stabilumo.

3) Hibridinis žingsninis variklis – geriausias universalus pasirinkimas robotams

Hibridinis žingsninis variklis sujungia geriausias PM ir VR dizaino savybes. Jame naudojamas įmagnetintas rotorius su dantyta struktūra, sukuriantis stiprų sukimo momentą ir didelę padėties nustatymo skiriamąją gebą. Tai yra plačiausiai robotikoje naudojamas žingsninių variklių tipas, nes jis užtikrina tvirtą tikslumo, sukimo momento, valdymo stabilumo ir mastelio balansą..

Geriausios robotų programos hibridiniams žingsniniams varikliams:

• Robotų rankos ir sąnariai

• Linijinės pavaros ir sraigtinės pavaros

• Portaliniai robotai ir XY stalai

• Išsirink ir padėk robotika

• Automatinės apžiūros ir kamerų judėjimo sistemos

• 3D spausdinimas ir tikslaus judesio moduliai

Pagrindiniai robotų sistemų pranašumai:

• Didelis laikymo momentas , leidžiantis išlaikyti roboto padėtį

• Didelis sukimo momentas judėjimui esant apkrovai

• Puikus suderinamumas su microstepping tvarkyklėmis

• Geresnis pakartojamumas atliekant robotų padėties nustatymo užduotis

• Platus prieinamumas pritaikymo parinkčių

Apribojimai, į kuriuos reikia atsižvelgti:

• Sukimo momentas krenta esant didesniam greičiui, jei nesuderinamas su tinkamu vairuotoju

• Gali sukelti rezonansą, jei nesuderintas (padeda mikrostepimas)

Daugeliui projektų pritaikytas hibridinis žingsninis variklis yra geriausias pagrindas kuriant patikimą roboto judėjimo ašį.

4) Uždarojo ciklo žingsninis variklis (encoder Stepper) – geriausiai tinka robotams, kurie negali prarasti žingsnių

Uždarojo ciklo žingsninis variklis sujungia žingsninį variklį (dažniausiai hibridinį) su kodavimo grįžtamojo ryšio sistema . Ši konstrukcija leidžia valdikliui aptikti padėties klaidą ir ją ištaisyti realiu laiku, todėl idealiai tinka robotų sistemoms, kuriose apkrovos sąlygos gali netikėtai pasikeisti.

Geriausios robotų programos uždarojo ciklo žingsniniams varikliams:

• Robotų jungtys su įvairiomis naudingosiomis apkrovomis

• Didelio greičio roboto judėjimas, reikalaujantis tikslumo

• Vertikalios ašys (Z ašies pakėlimas), kai paslysti rizikinga

• Robotinės sistemos, kurioms reikalingas gedimų aptikimas

• Pramoninė robotika su aukštesniais patikimumo reikalavimais

Pagrindiniai robotų sistemų pranašumai:

• Apsaugo nuo praleistų žingsnių

• Pagerina stabilumą esant dinaminėms apkrovoms

• Sumažina vibraciją ir šilumą, lyginant su pernelyg varomais atviros kilpos varikliais

• Palaiko didesnį našumą nepereinant prie visų servo sąnaudų

Apribojimai, į kuriuos reikia atsižvelgti:

• Didesnė kaina nei atvirojo ciklo žingsniniai varikliai

• Reikia kodavimo integracijos ir suderinamos valdymo elektronikos

Jei robotų sistema turi būti gamybos lygio ir atspari gedimams, pasirinktinis uždaro ciklo žingsninis variklis dažnai yra geriausias atnaujinimas.

5) Integruotas žingsninis variklis (variklis ir tvarkyklė) – geriausiai tinka kompaktiškiems robotų moduliams

Integruotas žingsninis variklis sujungia variklio korpusą su įmontuota tvarkykle (o kartais ir koduotuvu). Tai sumažina laidų sudėtingumą ir padidina montavimo greitį, ypač robotuose, kur mažai vietos ir surinkimo laikas yra svarbus.

Geriausios robotų programos integruotiems žingsniniams varikliams:

• Mobilūs robotai ir AGV

• Kompaktiškos robotinės pavaros

• Modulinės robotikos platformos

• Robotiniai tikrinimo įrenginiai

Pagrindiniai robotų sistemų pranašumai:

• Švarus dizainas su mažiau išorinių komponentų

• Supaprastinti laidai ir mažiau gedimo taškų

• Greitesnis surinkimas ir lengvesnė priežiūra

Apribojimai, į kuriuos reikia atsižvelgti:

• Šiluma turi būti kruopščiai valdoma uždaruose roboto korpusuose

• Mažiau lankstumo, jei vėliau norėsite pakeisti tvarkyklės specifikacijas

OĮG robotikoje integruoti sprendimai dažnai pagerina gamybos nuoseklumą ir sumažina lauko gedimus.

Greitas pasirinkimo vadovas: kurį žingsninį variklio tipą turėtume pasirinkti?

Geriausio žingsninio variklio tipo pasirinkimas robotų sistemai priklauso nuo jūsų apkrovos, greičio, tikslumo, patikimumo ir biudžeto tikslų. Naudokite šį trumpą vadovą, kad greitai priimtumėte teisingą sprendimą, pernelyg neapsunkindami pasirinkimo.

1) Pasirinkite nuolatinio magneto (PM) žingsninį variklį, jei:

PM stepperiai yra geriausi, kai roboto judesys yra paprastas ir lengvas.

✅ Geriausiai tinka:

• Lengvos apkrovos ir mažas sukimo momento poreikis

• Mažo greičio judėjimas (pagrindinis indeksavimas)

• Išlaidoms jautrūs robotų projektai

• Kompaktiški įrenginiai su ribotais veikimo reikalavimais

Tipiški robotų naudojimo būdai:

• Maži griebtuvai

• Paprasti padėties nustatymo moduliai

• Pradinio lygio automatizavimo mechanizmai

2) Pasirinkite kintamo pasipriešinimo (VR) žingsninį variklį, jei:

VR stepperiai daugiausia skirti specializuotai robotikai, kur greitis yra svarbesnis už sukimo momentą.

✅ Geriausiai tinka:

• Žingsnis dideliu greičiu su labai maža apkrova

• Specializuotos padėties nustatymo sistemos

• Projektai, kuriuose sukimo momentas nėra prioritetas

Tipiški robotų naudojimo būdai:

• Nišinės didelės spartos judesio platformos

• Specializuotos laboratorijos arba prietaisų sistemos

3) Pasirinkite a Hibridinis žingsninis variklis, jei: (labiausiai rekomenduojama)

Hibridiniai žingsneliai yra labiausiai paplitęs ir patikimiausias robotų pasirinkimas.

✅ Geriausiai tinka:

• Didelio tikslumo padėties nustatymas

• Reikalavimai nuo vidutinio iki didelio sukimo momento

• Stabilus laikymo efektyvumas

• Robotikai, kuriems reikalingas kartojamas judesys ir stiprus ašies valdymas

Tipiški robotų naudojimo būdai:

• Robotų jungtys

• Portaliniai robotai

• Linijinės pavaros

• „Pink ir padėkite“ sistemos

• 3D spausdinimo ir automatizavimo ašys

Jei nesate tikri, pirmiausia pasirinkite hibridinį žingsninį variklį.

4) Pasirinkite uždarojo ciklo žingsninį variklį, jei:

Uždarojo ciklo žingsneliai idealiai tinka, kai robotas negali rizikuoti prarasti poziciją.

✅ Geriausiai tinka:

• Kintamos naudingosios apkrovos

• Didelis pagreitis ir greiti ciklai

• Vertikalios kėlimo ašys (Z ašis)

• Robotikai, kuriems reikia klaidų aptikimo ir taisymo

• reikalaujantys gamybos robotai Didesnio patikimumo

Tipiški robotų naudojimo būdai:

• Pramoninės robotų rankos

• Tikslios judesio sistemos

• Greitas paėmimas ir vieta

• Robotiniai kirviai su nenuspėjamomis apkrovomis

5) Pasirinkite an Integruotas žingsninis variklis (variklis ir tvarkyklė), jei:

Integruoti žingsneliai supaprastina projektavimą, laidus ir montavimą.

✅ Geriausiai tinka:

• Robotai, kuriems reikalinga kompaktiška struktūra

• reikalaujantys projektai Greito surinkimo

• Sistemos su ribota laidų vieta

• OEM robotai, kuriems reikalingas švarus modulinis dizainas

Tipiški robotų naudojimo būdai:

• AGV ir mobilūs robotai

• Kompaktiški automatikos moduliai

• Robotiniai tikrinimo įrenginiai

Greito sprendimo suvestinė (vienos eilutės taisyklė)

• Mažiausia kaina + nedidelė apkrova → PM stepper

• Didelis greitis + labai lengvas apkrovimas → VR žingsninis

• Dauguma robotikos programų → Hibridinis žingsnelis

• Praleisti žingsniai neleidžiami → Uždarojo ciklo žingsninis

• Kompaktiškas laidas + lengvas integravimas → Integruotas žingsninis

Pasirinkite tinkamą rėmo dydį ir tvirtinimo standartą

Tinkamo žingsninio variklio rėmo dydžio ir tvirtinimo standarto pasirinkimas yra labai svarbus robotizuotoms sistemoms, nes tai tiesiogiai veikia turimą sukimo momentą , , mechaninį , montavimo greitį , , konstrukcijos tvirtumą ir ilgalaikį judėjimo stabilumą . Elektriškai tobulas, bet mechaniškai nesuderinamas variklis sukels perprojektavimo vėlavimus, vibracijos problemas ir išlygiavimo gedimus.

Žemiau pateikiamas praktinis būdas pasirinkti tinkamą rėmo dydį ir tvirtinimo detales pritaikytam žingsniniam varikliui robotizuotoms sistemoms.

1) Pradėkite nuo roboto erdvės voko ir mechaninio išdėstymo

Prieš pasirinkdami rėmo dydį, turime patvirtinti fizines roboto modulio ribas:

• Didžiausias variklio skersmuo, kurį leidžia roboto korpusas

• Galimas variklio ilgis (kamino ilgio prošvaisa)

• Tvirtinimo priekio tarpas varžtams ir įrankiams

• Kabelio išėjimo kryptis ir maršruto vieta

• Kaimyninio komponento trukdžiai (greičių dėžė, daviklis, guoliai, dangčiai)

Robotikoje variklis dažnai įrengiamas kompaktiškos jungties arba pavaros modulio viduje, todėl erdvės apribojimai paprastai pirmiausia lemia rėmo dydį , o tada sukimo momentas optimizuojamas toje zonoje.

2) Supraskite, ką iš tikrųjų reiškia rėmo dydis (NEMA ir metriniai standartai)

Dauguma robotų žingsninių variklių parenkami naudojant NEMA rėmo dydį , kuris apibrėžia montavimo paviršiaus matmenis , o ne našumą.

Įprasti žingsninių variklių rėmo dydžiai, naudojami robotikoje:

• NEMA 8 (20mm) – itin kompaktiški robotiniai moduliai

• NEMA 11 (28mm) – maži griebtuvai ir lengvos pavaros

• NEMA 14 (35mm) – kompaktiški kirviai ir trumpo eiga robotika

• NEMA 17 (42 mm) – dažniausiai naudojamas tiksliam roboto judėjimui

• NEMA 23 (57mm) – didesnio sukimo momento jungtys ir linijinės pavaros

• NEMA 24 (60 mm) – erdvėje taupanti didelio sukimo momento alternatyva

• NEMA 34 (86mm) – sunkiasvorė pramoninė robotika

Pagrindinis dalykas: didesnis rėmas paprastai užtikrina didesnį sukimo momentą ir geresnį šilumos valdymą , tačiau padidina svorį ir inerciją – abu gali sumažinti roboto reagavimą.

3) Suderinkite rėmo dydį su sukimo momento ir inercijos reikalavimais

Rėmo dydis turi įtakos ne tik sukimo momentui, bet ir roboto veikimui. Tai taip pat turi įtakos rotoriaus inercijai , kuri turi įtakos greitėjimui ir lėtėjimui.

Mes pasirenkame mažesnį rėmą, kai:

• Robotui reikia greito atsako

• Ašis turi greitai įsibėgėti

• Svoris turi būti kuo mažesnis (robotų rankos, mobilūs robotai)

• Krovinys lengvas, bet svarbu tikslumas

Didesnį rėmą renkamės, kai:

• Robotas turi tiekti didelį sukimo momentą

• Ašis turi išlaikyti padėtį esant apkrovai ( išlaikant sukimo momento prioritetą)

• Sistema naudoja pavarų mažinimo funkciją ir jai reikia didelio įvesties sukimo momento

• Robotas veikia dideliu darbo ciklu ir turi valdyti šilumą

Robotų jungtyse pasirinkti tinkamą sukimo momento ir inercijos balansą dažnai yra svarbiau nei paprasčiausiai pasirinkti stipriausią variklį.

4) Pasirinkite tinkamą variklio korpuso ilgį (trumpas, vidutinis, ilgas).

To paties rėmo dydžio žingsniniai varikliai yra skirtingo ilgio . Ilgesni varikliai paprastai suteikia didesnį sukimo momentą, nes turi aktyvesnę magnetinę medžiagą.

Tipiška atrankos logika:

• Trumpas korpusas → kompaktiška robotika, maža inercija, mažesnis sukimo momentas

• Vidutinis korpusas → subalansuotas sukimo momentas ir dydis daugeliui robotų ašių

• Ilgas korpusas → maksimalus sukimo momentas, didesnė inercija, didesnė šiluminė talpa

Pasirinktinėms robotizuotoms sistemoms dažnai optimizuojame kamino ilgį, kad pasiektume konkretų sukimo momentą, nekeisdami montavimo ploto.

5) Patvirtinkite tvirtinimo paviršiaus detales (flanšas, pilotas, varžto raštas)

Standartinio montavimo pasirinkimas yra ta vieta, kur kyla daug robotų surinkimo problemų. Žingsninis variklis turi puikiai sutapti su roboto struktūra, kad būtų išvengta:

• veleno nesutapimas

• movos susidėvėjimas

• pavarų dėžės įtempimas

• vibracija ir triukšmas

• priešlaikinis guolio gedimas

Turime patvirtinti šias montavimo detales:

Montavimo paviršius (flanšo dydis)

Flanšas turi atitikti roboto laikiklio dizainą. Net nedideli neatitikimai gali priversti pertvarkyti.

Piloto skersmuo (centrinis registras)

Pilotas užtikrina tikslų variklio centravimą ant laikiklio. Tai pagerina:

• koncentriškumas

• veleno išlyginimas

• kartojamas surinkimas

Varžto skylės raštas

Patvirtinti:

• varžtų skylių atstumas

• varžto dydis (tipiškas M2,5 / M3 / M4 / M5)

• sriegio gylio reikalavimai

• kiaurymės ir srieginės angos pirmenybė

Gamybos robotams rekomenduojame naudoti bandomąjį išlygiavimą, o ne centruoti tik varžtais.

6) Pasirinkite veleno dydį ir išėjimo geometriją roboto ašiai

Veleno pasirinkimas turi atitikti sukabinimo būdą ir sukimo momento perdavimo poreikius.

Įprasti robotų žingsninių variklių velenų variantai:

• Apvalus velenas (paprastas sujungimas)

• D formos velenas (neslydimas sraigtinėms jungtims)

• Plytelės velenas (didelio sukimo momento transmisija)

• Dvigubas velenas (koderis + mechaninis išėjimas)

• Tuščiaviduris velenas (kompaktiškas, praleidžiamasis laidas arba tiesioginis integravimas)

Pagrindinius veleno parametrus turime nurodyti:

• veleno skersmuo

• veleno ilgis

• tolerancijos laipsnis

• išbėgimo riba

• paviršiaus kietumas (jei tikimasi didelio susidėvėjimo)

Robotikai dažnai pirmenybė teikiama D formos arba rakto velenui, kai sistema patiria dažną įsibėgėjimą, atbulinės eigos ar smūgio apkrovas.

7) Pasirinkite tinkamą montavimo kryptį ir kabelio išėjimo kryptį

Robotiniai moduliai yra kompaktiški ir dažniausiai surenkami ankštose erdvėse. Turime pasirinkti kabelio išėjimo kryptį, kuri palaiko švarų maršrutą ir sumažina lenkimo įtampą.

Parinktys apima:

• galinio kabelio išėjimas

• šoninio kabelio išėjimas

• kampinė jungtis

• kištukinė jungtis vs skraidantys laidai

Pasirinktinis variklis gali būti suprojektuotas su:

• įtampos mažinimas

• lankstus kabelis

• jungties užrakinimo funkcijos

Tai padidina nuolat judančių robotų, pvz., kelių ašių ginklų ar AGV, patikimumą.

8) Apsvarstykite pavarų dėžės ir pavaros integravimo standartus

Jei robotizuotoje sistemoje naudojama pavarų dėžė arba linijinė pavara, turime užtikrinti, kad variklio tvirtinimas atitiktų reduktoriaus sąsają.

Įprasti robotikos integravimo scenarijai:

• Žingsninis variklis + planetinė pavarų dėžė

• Žingsninis variklis + sliekinė pavarų dėžė

• Žingsninis variklis + harmoninės pavaros adapteris

• Žingsninis variklis + švino sraigtas / rutulinio varžto pavara

Įėjimo / rutulinio varžto pavara**

Tokiais atvejais teisingas montavimo standartas apima:

• pavarų dėžės įvesties flanšo modelis

• veleno sujungimo tipas (spaustukas, įduba, raktas)

• ašinės išankstinės apkrovos suderinamumas

• leistina radialinė variklio guolių apkrova

Didelio tikslumo robotikoje pavarų dėžės išlygiavimas ir veleno koncentriškumas yra būtini, kad būtų išvengta laisvumo ir susidėvėjimo.

9) Patvirtinkite pakartojamos gamybos surinkimo leistinus nuokrypius

Pritaikius robotizuotoms sistemoms, kurios pereina į masinę gamybą, turime užtikrinti, kad variklio tvirtinimas nebūtų 'tik prototipas'.

Rekomenduojame patvirtinti:

• veleno koncentriškumas

• flanšo lygumas

• piloto tolerancija

• guolių ašinis laisvumas

• pakartojamumas visose partijose

Nuoseklus montavimo standartas užtikrina, kad kiekvienas robotas veiktų taip pat be rankinio reguliavimo.

Greitos rėmelio dydžio rekomendacijos robotams

Čia yra praktinė nuoroda apie robotų projektus:

• NEMA 8 / 11 → mikrorobotika, kompaktiški griebtuvai, lengvas judesys

• NEMA 14 → kompaktiškos pavaros, maža tikrinimo robotika

• NEMA 17 → dauguma robotizuotų ašių, geriausias dydžio ir sukimo momento balansas

• NEMA 23 → tvirtesnės jungtys, vidutinės naudingosios roboto rankos, linijinės pavaros

• NEMA 34 → sunkiasvorė pramoninė robotika ir didelio sukimo momento pavaros

Geriausia praktika: anksti užrakinkite montavimo standartą

Kurdami robotų sistemą turėtume anksti nustatyti rėmo dydį + tvirtinimo paviršių + veleno specifikacijas , nes šie sprendimai turi įtakos:

• roboto konstrukcijos projektavimas

• greičių dėžės integracija

• kabelių nukreipimas

• surinkimo įrankiai

• tinkamumo naudoti ir pakeitimo strategija

Tinkamai parinktas individualus žingsninio variklio rėmo dydis ir tvirtinimo standartas sumažina perprojektavimo riziką ir pagerina roboto patikimumą nuo prototipo iki gamybos.

Pasirinkite žingsnio kampą ir mikropakopų strategiją tikslumui

Žingsniniai varikliai yra žinomi dėl padėties nustatymo žingsniais. Robotikai turime suderinti žingsnių skiriamąją gebą su sistemos reikalavimais.

Dažni žingsnių kampai:

• 1,8° (200 žingsnių/aps.) – labiausiai paplitęs hibridinis žingsninis variantas

• 0,9° (400 žingsnių/aps.) – didesnė raiška, sklandesnis judėjimas

Robotinėms sistemoms, kurioms reikalingas sklandus ir tylus veikimas, 0,9° žingsnio kampui kartu su mikropakopomis . dažnai pirmenybė teikiama

„Microstepping“ pranašumai:

• sumažinta vibracija

• sklandesnis judėjimas mažu greičiu

• geresnis pozicionavimo jausmas robotų sąnariuose

Tačiau mikropakopa taip pat padidina valdymo sudėtingumą ir gali sumažinti efektyvų sukimo momentą per vieną mikropakopą. Turime atidžiai pasirinkti tvarkyklę ir esamus nustatymus.

Suderinkite žingsninį variklį su tvarkykle: srovė, įtampa ir induktyvumas

Žingsninio variklio veikimas labai priklauso nuo vairuotojo ir maitinimo sistemos.

Pagrindiniai elektros parametrai:

• Nominali srovė (A)

• Fazės varža (Ω)

• Induktyvumas (mH)

• Atgal EMF elgesys dideliu greičiu

• Laidų konfigūracija (dvipolis ir vienpolis)

Robotinėms sistemoms dažniausiai teikiame pirmenybę dvipoliams žingsniniams varikliams , nes jie užtikrina didesnį sukimo momentą ir geresnį vairuotojo suderinamumą.

Kodėl induktyvumas yra svarbus robotikoje

Mažesnis induktyvumas paprastai pagerina greitį, nes srovė apvijose didėja greičiau. Tai labai svarbu robotikai, kur svarbus greitis ir pagreitis.

Tinkinant galime optimizuoti:

• apvijų posūkiai

• vielos matuoklis

  pritaikydami, galime optimizuoti:

• apvijų posūkiai

• vielos matuoklis

• dabartinis reitingas

• šiluminis elgesys

Tikslas yra pasiekti stabilų sukimo momentą esant darbo sūkiams be perkaitimo.

Nuspręskite dėl uždarojo ciklo vs Atviros kilpos žingsninis robotams

Kuriant robotų sistemą, vienas iš svarbiausių sprendimų yra naudoti atviro ciklo ar uždaro ciklo žingsninį variklį . Šis pasirinkimas tiesiogiai veikia tikslumą, patikimumą, reagavimą ir sistemos kainą . Pasirinkus netinkamą valdymo metodą, gali būti praleisti žingsniai, prastas judesio sklandumas arba nereikalingas per didelis projektavimas . Toliau išskirstome skirtumus ir pateikiame robotų taikomųjų programų gaires.

1) Atviros kilpos žingsniniai varikliai: paprastumas ir ekonomiškumas

Atviros kilpos žingsninis variklis veikia be padėties grįžtamojo ryšio. Valdiklis siunčia impulsus, o variklis daro prielaidą, kad jis juda tiksliai taip, kaip nurodyta. Ši sistema yra paprasta, nebrangi ir plačiai naudojama robotų programose, kur apkrovos sąlygos yra nuspėjamos.

Geriausios atvirojo ciklo žingsninių variklių pritaikymas robotikoje:

• Mažos roboto rankos su lengvu kroviniu

• Mažo greičio, pasikartojančių judesių užduotys

• Robotiniai griebtuvai arba konvejeriai, kurių apkrovos sukimo momentas yra vienodas

• Trumpos eigos linijinės pavaros

Atvirojo ciklo valdymo privalumai:

• Mažesnė kaina, nes nėra kodavimo ar grįžtamojo ryšio elektronikos

• Paprastas laidų ir tvarkyklės nustatymas

• Lengvesnis kompaktiškų robotų modulių integravimas

• Patikimas nuspėjamiems, mažo sukimo momento darbams

Robotikos apribojimai:

• Jei apkrova viršija sukimo momentą, gali būti praleisti žingsniai

• Veikimas krenta staigaus pagreičio ar išorinių trikdžių metu

• Nėra automatinio klaidų taisymo

Atviro ciklo žingsniniai varikliai idealiai tinka ekonomiškoms arba mažo tikslumo robotų sistemoms , tačiau reikia būti atsargiems, jei apkrovos skiriasi arba robotas veikia dideliu greičiu.

2) Uždarojo ciklo žingsniniai varikliai: tikslumas ir patikimumas esant apkrovai

Uždarojo ciklo žingsninis variklis turi kodavimo įrenginį arba padėties jutiklį , kuris realiuoju laiku teikia grįžtamąjį ryšį valdikliui. Sistema stebi tikrąją variklio padėtį ir koreguoja srovę, kad išvengtų praleistų žingsnių ir išlaikytų tikslų judėjimą net esant kintamos apkrovos sąlygoms.

Geriausios uždarojo ciklo žingsninių variklių pritaikymas robotikoje:

• Robotų ginklai su kintamu naudingumu

• Kelių ašių rinkimo ir padėjimo robotai, kuriems reikalingas didelis tikslumas

• Vertikalios kėlimo ašys, kuriose apkrovos svyravimai yra reikšmingi

• Didelio greičio arba intensyvaus pagreičio robotai sujungimai

• Sistemos, kurioms reikalingas gedimų aptikimas arba automatinis klaidų taisymas

Uždarojo ciklo valdymo privalumai:

• Neleidžia prarasti žingsnių staigių apkrovos pokyčių metu

• Optimizuoja sukimo momento naudojimą , sumažina šildymo ir energijos sąnaudas

• Leidžia sklandžiau judėti ir sumažinti vibraciją

• Palaiko didesnį pagreitį ir sudėtingus judesių profilius

Apribojimai:

• Didesnės išlaidos dėl kodavimo įrenginių ir sudėtingesnių tvarkyklių

• Šiek tiek sudėtingesnis laidų ir valdymo nustatymas

• Norint užtikrinti optimalų veikimą, gali prireikti sistemos derinimo

Uždarojo ciklo žingsniniai varikliai yra tinkamiausias pasirinkimas tiksliajai robotikai, gamybos robotams ir bendradarbiavimo programoms, kur patikimumas ir tikslumas yra labai svarbūs.

3) Pagrindiniai veiksniai, į kuriuos reikia atsižvelgti priimant sprendimą

Renkantis tarp atvirojo ciklo ir uždaro ciklo robotų sistemai, įvertinkite:

veiksnys	Atviros kilpos žingsninis	Uždaroji kilpa
Kaina	Žemas	Aukščiau
Tikslumas esant kintamoms apkrovoms	Ribotas	Puikiai
Sudėtingumas	Paprasta	Vidutinis
Vibracija / lygumas	Vidutinis	Sumažintas
Gedimų aptikimas	Nėra	Stebėjimas realiuoju laiku
Pagreitis / Greitis	Apribotas sukimo momento kritimo	Optimizuotas naudojant atsiliepimus
Priežiūra / Patikimumas	Apatinė priekinė	Didesnis ilgalaikis patikimumas

4) Praktinės robotikos gairės

1. Naudokite atvirą kilpą, kai:

• Robotas gabena lengvus, pastovius krovinius

• Judėjimas yra lėtas ir nuspėjamas

• Biudžeto apribojimai yra griežti

• Pirmenybė teikiama integravimo paprastumui

2. Naudokite uždarą kilpą, kai:

• Apkrovos skiriasi arba reikalingas staigus pagreitis

• Padėties nustatymo tikslumas ir pakartojamumas yra labai svarbūs

• Robotas atlieka kelių ašių sinchroninį judesį

• Reikalingas gamybos patikimumas ir atsparumas gedimams

5) Hibridinis metodas: pasirenkamas uždarojo ciklo integravimas

Kai kuriose robotikos programose galima atnaujinti atvirojo ciklo variklį su kodavimo grįžtamuoju ryšiu ir sukurti hibridinį sprendimą . Tai suteikia:

• Stepper paprastumas su papildoma klaidų taisymu

• Stebėjimas realiuoju laiku neperėjus prie viso servo variklio

• Geresnis sukimo momento panaudojimas ir sumažintas šildymas

Hibridiniai uždaro ciklo žingsniniai sprendimai vis populiaresni bendradarbiaujančiuose robotuose, AGV ir pramoninėse paėmimo ir vietos sistemose.

6) Rekomendacijos santrauka

• Kainoms jautriems arba mažo tikslumo robotams pakanka atviros kilpos žingsninių variklių.

• Didelio tikslumo, didelės spartos ar kintamos apkrovos robotikai primygtinai rekomenduojami uždaro ciklo žingsniniai varikliai.

• Apsvarstykite pasirinktinius uždarojo ciklo žingsninius variklius, skirtus robotizuotoms sistemoms, kur sukimo momentas, padėtis ir patikimumas turi būti optimizuoti keliose ašyse.

Tinkamos kilpos konfigūracijos pasirinkimas užtikrina sklandų roboto veikimą, išlaiko tikslumą esant apkrovai ir sumažina sistemos gedimo riziką..

Optimizuokite mechaninį išėjimą: veleno, pavarų dėžės ir movos parinktys

Robotinėms sistemoms optimizuoti žingsninio variklio mechaninę galią yra taip pat svarbu, kaip pasirinkti variklio tipą, rėmo dydį ar tvarkyklę. Tinkama mechaninė integracija užtikrina sklandų judėjimą, didelį sukimo momento perdavimą, minimalų atstumą ir ilgalaikį patikimumą . Tai apima kruopštų pasirinkimą veleno tipo, pavarų dėžės ir sukabinimo metodo , kad atitiktų jūsų roboto sistemos veikimo reikalavimus.

1) Veleno pasirinkimas Robotiniai žingsniniai varikliai

Variklio velenas yra pagrindinė sąsaja tarp žingsninio variklio ir roboto apkrovos. Tinkamo veleno tipo, skersmens, ilgio ir konfigūracijos pasirinkimas yra labai svarbus sukimo momento perdavimui ir mechaniniam stabilumui.

Įprastos veleno parinktys robotams:

• Apvalus velenas – standartinis variantas paprastoms movoms; lengva integruoti su spaustukais ar antkakliais.

• „D-Cut“ velenas – plokščias paviršius užtikrina sraigtinių movų neslystančią jungtį; plačiai naudojamas tiksliojoje robotikoje.

• Raktinis velenas – turi griovelį didelio sukimo momento perdavimui; idealiai tinka sunkioms pavaroms.

• Dvigubas velenas – užtikrina išėjimą iš abiejų galų; viena pusė gali vairuoti krovinį, o kita - kodavimo įrenginį arba pavarų dėžę.

• Tuščiaviduris velenas – leidžia naudoti praėjimą, pvz., kabelius arba tiesioginį integravimą su švino varžtu.

Atidžiai nurodykite veleno parametrus:

• Skersmuo ir tolerancija – užtikrina tinkamą jungčių prigludimą ir sumažina svyravimą.

• Ilgis – be trukdžių turi tilpti movos, krumpliaračiai arba skriemuliai.

• Paviršiaus apdaila ir kietumas – sumažina susidėvėjimą ir pagerina movos sukibimą.

• Ašinis ir radialinis laisvumas – iki minimumo sumažina atotrūkį tikslioje robotikoje.

Tinkamo veleno pasirinkimas sumažina vibraciją, pašalina slydimą ir pagerina pakartojamą padėties nustatymą kelių ašių robotų sistemose.

2) Pavarų dėžės integravimas sukimo momento ir greičio optimizavimui

Pavarų dėžė gali žymiai pagerinti žingsninio variklio sukimo momentą ir sumažinti greitį, kad atitiktų roboto ašies reikalavimus. Pavarų dėžės yra būtinos, kai robotas turi perkelti didelius krovinius, išlaikyti tikslią padėtį arba pasiekti didesnį sukimo momento tankį.

Populiariausios robotikoje naudojamos pavarų dėžės:

• Planetinė pavarų dėžė – kompaktiška, efektyvi, didelis sukimo momentas, minimalus atstumas; plačiai naudojamas robotų jungtyse.

• Sliekinė pavarų dėžė – Suteikia savaiminio užsifiksavimo galimybes, naudinga vertikalioms kėlimo ašims; vidutinio efektyvumo.

• „Spur Gear Reducer“ – ekonomiškas, paprastas, bet gali turėti didesnį atstumą; tinka linijinėms pavaroms.

• „Harmonic Drive“ – itin mažas atstumas, didelis tikslumas; idealiai tinka aukščiausios klasės robotų rankoms.

Pagrindiniai greičių dėžės pasirinkimo aspektai:

• Sumažinimo koeficientas – suderina variklio greitį su ašies greičiu ir pagerina sukimo momentą.

• Atsparumas – turėtų būti sumažintas tikslioje robotikoje; harmoninės pavaros geriausiai tinka nuliniams trūkumo reikalavimams.

• Mechaninis išlygiavimas – Flanšas, velenas ir tvirtinimas turi atitikti pavarų dėžės sąsają.

• Veiksmingumas ir šiluma – kai kurių tipų pavaros gamina šilumą veikiant apkrovai; atsižvelgti į šilumines ribas.

Tinkama pavarų dėžės integracija leidžia mažesniems žingsniniams varikliams valdyti didesnes robotų apkrovas, išlaikant tikslumą ir sklandų judėjimą.

3) Sukabinimo metodai patikimam sukimo momento perdavimui

Movos sujungia žingsninio variklio veleną su roboto apkrova, pavarų dėže arba linijine pavara. Pasirinkus tinkamą movą, užtikrinamas efektyvus sukimo momento perdavimas, minimali vibracija ir ilgas tarnavimo laikas.

Populiariausi robotų jungčių tipai:

• Standžioji mova – tiesioginis sukimo momento perdavimas be elastingumo; tinka gerai išlygintoms ašims su minimalia vibracija.

• Lanksti mova – kompensuoja nedidelius nesutapimus; sumažina vibraciją ir apsaugo variklio guolius.

• Oldham jungtis – leidžia iškrypti iš šono; puikiai tinka moduliniams robotams.

• Žandikaulio mova – užtikrina sukimo momento perdavimą su vibracijos slopinimu; plačiai naudojamas precizinėje automatizacijoje.

• Įvorė arba spaustukas – paprasta ir ekonomiška; dažniausiai naudojami lengvose robotų pavarose.

Pagrindiniai sujungimo aspektai:

• Sukimo momentas – turi išlaikyti didžiausią apkrovą neslysdamas.

• Netinkamo išlygiavimo tolerancija – Lanksčios movos apsaugo nuo per didelių guolių apkrovų.

• Vibracijos slopinimas – sumažina rezonansą robotų jungtyse.

• Surinkimas ir priežiūra – turėtų būti lengva pakeisti arba reguliuoti.

Naudojant tinkamą jungtį, padidėja judesio sklandumas, pakartojamumas ir mechaninis patikimumas.

4) Sulygiuokite veleną, pavarų dėžę ir movą tiksliajai robotikai

Robotikoje net nedidelis variklio veleno, pavarų dėžės ir movos neatitikimas gali sukelti:

• Padidėjęs guolių susidėvėjimas

• Per didelis atsakas

• Vibracija ir triukšmas

• Padėties nustatymo tikslumo praradimas

Geriausia suderinimo praktika:

• naudokite pagalbinius skersmenis arba tikslius flanšus. Komponentams centruoti

• Išlaikykite tvirtą toleranciją tarp velenų ir movų.

• Sumažinkite ašinį ir radialinį laisvumą visame mazge.

• Apsvarstykite modulinę konstrukciją , kad būtų galima lengvai pakeisti nepažeidžiant roboto struktūros.

Tinkamas mechaninis sulygiavimas užtikrina, kad robotas veiktų sklandžiai dideliu greičiu ir dinaminės apkrovos sąlygomis.

5) Pritaikytos robotų mechaninės išvesties parinktys

Pažangioms robotų sistemoms pritaikyti sprendimai dažnai suteikia didelę naudą:

• Integruotas variklis + pavarų dėžė + veleno mazgas kompaktiškiems moduliams

• Dviejų galų velenas su enkoderiu uždaros grandinės valdymui

• Individualūs D formos arba tuščiaviduriai velenai, skirti konkretaus roboto įrankio tvirtinimui

• Variklis su iš anksto pritvirtinta planetine pavarų dėže , skirta vertikaliam kėlimui arba didelio sukimo momento jungtims

• Specialios dangos arba medžiagos, skirtos atsparumui korozijai arba aukštai temperatūrai

Pasirinktiniai mechaniniai išėjimai sumažina surinkimo sudėtingumą, pagerina pakartojamumą ir leidžia žingsniniam varikliui optimaliai veikti naudojant robotą.

6) Santrauka: pagrindinės mechaninio optimizavimo gairės

1. Pasirinkite tinkamą sukimo momento, movos ir kodavimo įtaiso veleno tipą.

2. Pasirinkite pavarų dėžę, kuri atitiktų sukimo momento ir greičio reikalavimus, tuo pačiu sumažinant atstumą.

3. naudokite tinkamą movą . Norėdami efektyviai perduoti sukimo momentą ir kompensuoti išlygiavimo klaidas,

4. Užtikrinkite tikslų variklio, pavarų dėžės ir roboto apkrovos išlygiavimą, kad išvengtumėte vibracijos ar susidėvėjimo.

5. Apsvarstykite pasirinktinius sprendimus, kai standartiniai velenai, pavarų dėžės ar movos negali atitikti roboto veikimo tikslų.

Optimizuodami mechaninę galią užtikriname, kad žingsninis variklis užtikrina maksimalų sukimo momentą, sklandų judesį ir patikimą veikimą robotizuotose sistemose, pradedant kompaktinėmis svirtimis ir baigiant pramoninės automatikos platformomis.

Valdykite vibraciją, triukšmą ir rezonansą roboto judesyje

Robotika reikalauja sklandaus judėjimo. Žingsniniai varikliai gali sukelti rezonansą tam tikru greičiu, jei jie nėra tinkamai suprojektuoti.

Mes pageriname judesio kokybę pasirinkdami:

• 0,9° žingsnio kampas

• microstepping vairuotojas

• optimizuota rotoriaus inercija

• slopinimo sprendimai

• aukštos kokybės guoliai

• tikslus rotoriaus balansavimas

Pasirinktiniai patobulinimai apima:

• integruotas amortizatorius

• pritaikytas rotoriaus dizainas

• speciali apvija, skirta tolygesniam srovės bangos formos atsakui

Šie atnaujinimai yra labai svarbūs robotizuotoms tikrinimo sistemoms, bendradarbiaujantiems robotams ir medicininėms robotikoms, kuriose svarbus judesio pojūtis.

Nurodykite aplinkosaugos ir patikimumo reikalavimus

Robotinės sistemos veikia daugelyje aplinkų: švariose patalpose, sandėliuose, lauko platformose ir gamyklų grindyse. Žingsninis variklis turi atlaikyti realias sąlygas.

Pagrindiniai aplinkos veiksniai:

• darbinės temperatūros diapazonas

• drėgmė ir kondensatas

• dulkių poveikis

• alyvos rūkas ar cheminis poveikis

• smūgis ir vibracija

• nuolatinio veikimo šilumos apkrova

Tinkinimo parinktys siekiant padidinti patikimumą:

• sandarūs korpusai

• aukštos temperatūros apvijų izoliacija

• korozijai atsparūs velenai

• Variklių konstrukcijos su IP reitingu

• specialus tepalas guoliams

• sustiprinti švininiai laidai ir įtempių sumažinimas

Robotinėms sistemoms, veikiančioms 24 valandas per parą, 7 dienas per savaitę, šiluminis dizainas ir medžiagų pasirinkimas yra nediskutuotini.

Pasirinkite tinkamą jungtį, kabelį ir laidų standartą

Robotinėse sistemose tinkamos jungties, kabelio ir laidų standarto pasirinkimas žingsniniam varikliui yra toks pat svarbus kaip ir variklio tipo ar rėmo dydžio pasirinkimas. Netinkamas laidų sujungimas gali sukelti signalo trikdžius, praleistus žingsnius, mechaninius gedimus arba brangiai kainuojančias prastovos , ypač didelės spartos, kelių ašių ar gamybos robotuose. Gerai suplanuotas laidų sprendimas užtikrina patikimumą, lengvą surinkimą ir ilgalaikės priežiūros efektyvumą.

1) Pirmiausia nustatykite elektros reikalavimus

Prieš pasirinkdami jungtis ar laidus, turime žinoti variklio elektrines specifikacijas :

• Fazinė srovė ir įtampa

• Fazių skaičius (paprastai bipolinis arba vienpolis)

• Kodavimo įrenginio integravimas (jei naudojamas uždaro ciklo arba integruotas žingsninis variklis)

• Vairuotojo suderinamumas (mikro žingsnio arba didelio greičio reikalavimai)

• Didžiausia srovės bangavimo arba EMI tolerancija

Tai užtikrina, kad laidas ir jungtis gali saugiai perduoti srovę neperkaisdami ir išvengti įtampos kritimo, dėl kurio sumažėja variklio veikimas.

2) Pasirinkite tinkamą jungties tipą

Jungtis turi atitikti roboto surinkimo ir priežiūros poreikius. Įprasti žingsninių variklių jungčių tipai:

JST / Molex / Hirose jungtys

• Mažos formos faktorius

• Tinka kompaktiškiems robotų moduliams

• Lengvas prijungimas ir paleidimas

DIN / apskritos jungtys

• Tvirtas ir atsparus vibracijai

• Įprasta pramoninėje robotikoje

• Galimos IP įvertintos versijos, skirtos dulkių ar vandens poveikiui

Gnybtų blokai arba skraidantys laidai

• Paprasta ir nebrangi

• Lankstus pritaikytas pasirinktiniam laidų ilgiui

• Mažiau patikimas didelės vibracijos įrenginiuose

Pagrindiniai aspektai renkantis jungtį:

• Mechaninis tvirtumas – ar atlaikys roboto judesius ir vibracijas?

• Užrakinimo mechanizmas – apsaugo nuo atsitiktinio atsijungimo

• Lengvas keitimas – supaprastina kelių ašių sistemų priežiūrą

• Aplinkos apsauga – dulkių, drėgmės ar cheminių medžiagų poveikis

Gamybiniams robotams fiksuojamoms apskritoms arba pramoninės klasės jungtims . dėl ilgalaikio patikimumo dažnai pirmenybė teikiama

3) Pasirinkite tinkamą kabelio tipą

Kabelis sujungia žingsninį variklį su vairuotoju, o jo kokybė turi įtakos signalo vientisumui, variklio atsakui ir ilgaamžiškumui.

Kabelio pasirinkimo kriterijai:

• Laido matuoklis: turi palaikyti vardinę variklio srovę be pernelyg didelio įtampos kritimo

• Ekranavimas: apsaugo nuo netoliese esančių variklių, kodavimo įrenginių ar elektros linijų EMI trukdžių

• Lankstumas: reikalingas judinant robotų rankas arba sujungtus mechanizmus

• Temperatūros įvertinimas: turi atlaikyti eksploatacinę aplinką be izoliacijos degradacijos

• Ilgis: Sumažintas, kad sumažintų pasipriešinimą ir indukcinį poveikį

Specializuotos robotikos parinktys:

• Sukimo vardiniai robotai sukamoms jungtims skirti kabeliai

• Su vilkimo grandine suderinami kabeliai, skirti kelių ašių robotų rankoms

• Ekranuotos vytos poros, skirtos šifratoriaus grįžtamajam ryšiui arba diferencialiniam signalizavimui

4) Optimizuokite kelių ašių robotų laidų išdėstymą

Robotai dažnai turi kelis žingsninius variklius arti. Netinkamas laidų planavimas gali sukelti elektrinį triukšmą, signalo skersinį pokalbį ir mechaninius trikdžius.

Geriausia praktika:

• atskirkite maitinimo ir kodavimo laidus Jei įmanoma,

• Naudokite spalvotus laidus , kad supaprastintumėte surinkimą ir priežiūrą

• Nutieskite kabelius struktūriniais takais (kabelių grandinėmis, kabelių loveliais ar kanalais)

• Išlaikykite lenkimo spindulį pagal kabelio specifikaciją, kad išvengtumėte izoliacijos pažeidimo

• Sumažinkite kabelių kilpas ir posūkius , kad išvengtumėte EMI paėmimo

Tinkama laidų konstrukcija pagerina pakartojamumą ir sumažina prastovos laiką gamybos ar lauko priežiūros metu.

5) Apsvarstykite integruotą laidus Individualūs žingsniniai varikliai

Individualizuotus žingsninius variklius galima optimizuoti robotams, integruojant elektros instaliacijos aspektus tiesiai į variklio dizainą:

• Iš anksto pritvirtinti lankstūs kabeliai, siekiant sumažinti surinkimo klaidas

• Pasirinktinė jungties vieta (šoninis išėjimas, galinis išėjimas arba kampinis), kad tilptų ankštose vietose

• Inkapsuliuoti laidai arba įtempimo mažinimo priemonės , kad judančios jungtys nepavargtų

• Variklyje įmontuotos ekranuotos ir vytos poros, kad pagerintų signalo vientisumą

Integruoti laidai sumažina diegimo klaidų tikimybę ir užtikrina nuoseklų veikimą keliuose robotuose.

6) Aplinkos ir saugos aspektai

Robotų sistemos gali veikti sudėtingomis sąlygomis. Laidai turi atlaikyti:

• Ekstremalios temperatūros (variklio arba aplinkos šiluma)

• Vibracija ir smūgis (ypač mobiliuose robotuose ar sunkiose rankose)

• Dulkių, alyvų ar cheminių medžiagų poveikis

• Elektros saugos standartai (pramoninių robotų UL, CE arba ISO atitiktis)

Pasirinkus IP klasės jungtis ir aukštos kokybės izoliaciją, pailgėja variklio ir roboto sistemos eksploatavimo laikas ir sumažėja priežiūros išlaidos.

7) Techninės priežiūros ir modulinio keitimo planas

robotus, dažnai reikalinga modulinė priežiūra . Norint greitai pakeisti Laidai turėtų palengvinti:

• Greitai atjungiamos jungtys greitam variklio pakeitimui

• Nuoseklus kaiščio žymėjimas , kad būtų išvengta netinkamo laidų sujungimo

• Standartiniai kabelių ilgiai , užtikrinantys nuspėjamą surinkimą

• Perteklinis ekranavimas kelių ašių robotuose, siekiant sumažinti gedimus

Šis metodas sumažina prastovų laiką didelės gamybos robotų programose arba bendradarbiaujančiose robotų laboratorijose.

8) Jungčių, kabelių ir laidų standartų suvestinis kontrolinis sąrašas

Nurodydami žingsninio variklio laidus robotams, patvirtinkite:

• ✅ Elektrinis suderinamumas su varikliu ir vairuotoju

• ✅ Jungties tipas tinka vibracijai, erdvei ir priežiūros poreikiams

• ✅ Kabelio skersmuo, lankstumas, ekranavimas ir ilgis atitinka taikymo reikalavimus

• ✅ Laidų išdėstymas sumažina EMI ir „crosstalk“ kelių ašių sistemose

• ✅ Integruotos laidų parinktys arba įtempių mažinimas judančioms jungtims

• ✅ Aplinkos apsauga nuo dulkių, aliejaus, drėgmės ir temperatūros

• ✅ Lengva priežiūra modulinė konstrukcija, skirta pakeitimui ar aptarnavimui

Kruopščiai parinkdami jungtis, laidus ir laidų standartus, užtikriname tvirtą, patikimą ir pakartojamą roboto veikimą be netikėtų gedimų ar prastovų.

Individualizuoto žingsninio variklio kontrolinis sąrašas robotų sistemoms

Integruojant individualų žingsninį variklį į robotų sistemą, labai svarbu kruopštus planavimas ir specifikacijos. Klaidingas projektavimo ar pasirinkimo žingsnis gali sukelti žingsnių praradimą, vibraciją, sumažėjusį tikslumą, perkaitimą arba mechaninius gedimus . Šis kontrolinis sąrašas užtikrina, kad kiekvienas variklis atitiktų našumo, patikimumo ir integravimo reikalavimus . šiuolaikinių robotų sistemų našumą, patikimumą ir

1) Judėjimo ir apkrovos reikalavimai

• ✅ Apibrėžkite roboto ašies apkrovą , įskaitant masę ir inerciją

• ✅ Nurodykite pagreitį, lėtėjimą ir didžiausią greitį

• ✅ Nustatykite darbo ciklą (nuolatinė, pertraukiama arba didžiausia apkrova)

• ✅ Patvirtinkite padėties nustatymo tikslumą ir pakartojamumą reikalingą

• ✅ Nustatykite, ar variklis turi išlaikyti padėtį esant apkrovai (išlaikant sukimo momento prioritetą)

2) Variklio tipas ir valdymas

• ✅ Pasirinkite tinkamą žingsninio variklio tipą (PM, VR, hibridinis, uždaras ciklas)

• ✅ atvirą ar uždarą kilpą Atsižvelgdami į apkrovos kintamumą ir tikslumą, rinkitės

• ✅ Patvirtinkite žingsnio kampą ir mikrožingsniavimo galimybę, kad judesys būtų sklandus

• ✅ Užtikrinti suderinamumą su tvarkyklės elektronika (srovė, įtampa, mikropakopų palaikymas)

3) Rėmo dydis ir montavimo standartas

• ✅ Patikrinkite, ar rėmo dydis atitinka roboto mechaninį apvalkalą

• ✅ Patvirtinkite reikiamo sukimo momento kamino ilgį netrukdydami struktūrai

• ✅ Suderinkite flanšo dydį, piloto skersmenį ir varžto raštą su laikikliais

• ✅ Nustatykite veleno tipą, skersmenį ir ilgį , kad būtų sąsaja su apkrova arba pavarų dėže

• ✅ veleno orientaciją ir jungties išėjimo kryptį Surinkdami įvertinkite

4) Sukimo momento ir greičio specifikacijos

• ✅ Apskaičiuokite laikymo momentą , kad atsispirtumėte statinei apkrovai

• ✅ Nustatykite sukimo momentą esant darbiniam greičiui

• ✅ Įtraukite didžiausio sukimo momento reikalavimus pagreičio ar smūgio apkrovoms

• ✅ Užtikrinkite sukimo momento ribą , kad judesys būtų sklandus ir patikimas

5) Elektros ir laidų svarstymai

• ✅ Nurodykite vardinę srovę, įtampą ir induktyvumą , kad būtų galima suderinti tvarkykles

• ✅ Pasirinkite jungties tipą pagal erdvę, atsparumą vibracijai ir priežiūros poreikius

• ✅ Pasirinkite kabelio tipą (ekranuotas, lankstus, sukimas)

• ✅ Užtikrinkite, kad laidų išdėstymas išvengtų EMI, skersinio pokalbio ar mechaninių trukdžių

• ✅ Patvirtinkite kodavimo įrenginio integravimą , jei naudojate uždarojo ciklo arba hibridinį žingsninį žingsnį

6) Mechaninis išvesties optimizavimas

• ✅ Pasirinkite veleno tipą (D formos, su raktu, tuščiaviduris arba dvigubas velenas)

• ✅ Pasirinkite sukabinimo būdą sukimo momento perdavimui ir poslinkio kompensavimui

• ✅ Integruota pavarų dėžė , jei reikia reguliuoti sukimo momentą ar greitį

• ✅ Užtikrinkite tinkamą veleno, pavarų dėžės ir movos išlygiavimą , kad sumažintumėte nusidėvėjimą ir vibraciją

7) Aplinkos ir patikimumo veiksniai

• ✅ Patikrinkite darbinės temperatūros diapazoną variklio ir izoliacijos

• ✅ patikrinkite atsparumą dulkėms, drėgmei, cheminėms medžiagoms ar alyvai Jei reikia,

• ✅ Patvirtinkite vibracijos ir smūgio toleranciją roboto judėjimo

• ✅ rinkitės IP tipo korpusą arba sandarius variklius Atšiaurioms aplinkoms

• ✅ Užtikrinkite, kad šiluminė konstrukcija atitiktų numatomą darbo ciklą

8) Gamyba ir kokybės užtikrinimas

• ✅ Nurodykite guolių kokybę ir toleranciją

• ✅ Patvirtinkite veleno išsiveržimo ir ašinio laisvumo ribas

• ✅ Reikalingas statoriaus ir rotoriaus išlygiavimo tikslumas

• ✅ Patikrinkite magneto ir ritės kokybę , kad sukimo momentas būtų pastovus

• ✅ Užtikrinti QC procesus ir partijos atsekamumą , kad būtų galima pakartotinai veikti

9) Surinkimas ir priežiūra

• ✅ Patvirtinkite jungties vietą ir kabelių išvedimą, kad būtų lengva surinkti

• ✅ Užtikrinti modulinio variklio keitimo galimybę

• ✅ Įtraukite įtempimo mažinimo ir lankstumo laidus, skirtus judančioms jungtims

• ✅ Standartizuokite smeigtukus ir ženklinimą , kad sumažintumėte surinkimo klaidas

10) Galutinis integracijos patikrinimas

• ✅ Patikrinkite mechaninį tinkamumą roboto ašių, pavarų dėžės ir galinių vykdymo mechanizmų

• ✅ Patvirtinkite elektrinį suderinamumą su tvarkyklėmis ir valdymo sistema

• ✅ Patvirtinkite sukimo momentą, greitį ir tikslumą bandydami prototipus

• ✅ Užtikrinti šiluminį ir aplinkosauginį veiksmingumą numatytomis sąlygomis

• ✅ Dokumentuokite visas pakartojamos masinės gamybos specifikacijas

Gerai patikrintas individualizuotas žingsninis variklis užtikrina, kad jūsų robotų sistema sklandžiai judėtų, būtų tiksliai nustatyta, patikimas veikimas ir ilgaamžiškumas . Naudojant šį kontrolinį sąrašą sumažinama perprojektavimo rizika ir užtikrinamas nuoseklus kelių robotų vienetų veikimas.

Galutinė rekomendacija: pastatykite a Pasirinktinis žingsninis variklis aplink roboto ašį

Geriausias būdas yra traktuoti variklį kaip roboto ašies dalį, o ne kaip atskirą komponentą. Tinkamai parinktas žingsninis variklis robotizuotoms sistemoms pagerina sukimo momento stabilumą, judėjimo sklandumą, surinkimo efektyvumą ir ilgalaikį patikimumą.

Kai suderiname mechaninės integracijos , elektrines charakteristikas ir gamybos nuoseklumą , pasiekiame robotų judėjimo sprendimą, kuris nuspėjamai veikia realiame pasaulyje ir švariai patenka į gamybą.

Žingsninių variklių ir robotų sistemų DUK (pritaikytas OEM / ODM)

1. Dėl ko žingsninis variklis tinka robotų sistemai?

   Kad robotas veiktų patikimai, žingsninis variklis turi atitikti sukimo momento poreikį, judėjimo profilį, valdymo metodą, mechaninį pritaikymą ir aplinką.

2. Kokių tipų pritaikyti žingsniniai varikliai yra prieinami robotikai?

   Parinktys apima hibridinius, nuolatinius magnetus, VR, uždarojo ciklo, pavarų dėžes, stabdžius, tuščiavidurį veleną, vandeniui atsparius, linijinius ir integruotus žingsninius variklius.

3. Koks yra hibridinio žingsninio variklio pranašumas naudojant robotų variklius?

   Hibridiniai žingsniniai varikliai subalansuoja daugelio robotų ašių sukimo momentą, tikslumą, valdymo stabilumą ir mastelį.

4. Kada turėčiau pasirinkti uždarojo ciklo žingsninį variklį savo robotų sistemai?

   Kai kintama naudingoji apkrova, didelis greitis, vertikalus kėlimas arba klaidų aptikimas yra labai svarbūs, uždaro ciklo varikliai pagerina tikslumą ir patikimumą.

5. Ar OEM / ODM pritaikytuose žingsniniuose varikliuose gali būti integruoti kodavimo įrenginiai, skirti robotų atsiliepimams?

   Taip – ​​galima integruoti kodavimo grįžtamąjį ryšį, kad būtų galima valdyti uždarą kilpą.

6. Ar integruoti žingsniniai varikliai (variklis + vairuotojas) tinka robotikai?

   Taip – ​​jie supaprastina laidus ir idealiai tinka kompaktiškiems moduliams, tokiems kaip AGV ir mobilieji robotai.

7. Kaip gamykla pritaiko žingsninio variklio rėmo dydį robotams?

   Pasirinktiniai NEMA / metriniai rėmo dydžiai ir tvirtinimo standartai nustatomi atsižvelgiant į roboto struktūrinius apribojimus.

8. Ar JKongmotor gali pritaikyti veleno dizainą roboto ašies integravimui?

   Taip – ​​pritaikytos veleno geometrijos (apvalios, D formos, su raktu, tuščiaviduris) atitinka pavaros ir movos reikalavimus.

9. Ar OEM / ODM apima pasirinktinę kabelio išėjimo orientaciją roboto laidams?

   Taip – ​​kabelių nukreipimo funkcijos ir jungčių orientacijos yra tinkinimo dalis.

10. Kodėl roboto tikslumui svarbu pasirinkti tinkamą žingsnio kampą?

    Žingsnio kampas įtakoja raišką; mažesni kampai ir mikrožingsniai pagerina glotnumą ir judesio kokybę.

11. Ar JKongmotor gali reguliuoti elektrinius parametrus, kad būtų užtikrintas roboto variklio veikimas?

    Taip – ​​apvija, srovės vertės, induktyvumas ir šiluminis elgesys gali būti suprojektuoti tam tikriems robotų judėjimo profiliams.

12. Kokius mechaninius pritaikymus gamykloje galima pritaikyti robotams?

    Pritaikytos tvirtinimo flanšo detalės, pilotų išlygiavimo funkcijos ir surinkimo tolerancijos valdymas užtikrina pakartotinę gamybą.

13. Ar OEM/ODM robotų žingsnelių sprendimuose palaikoma pavarų dėžės integracija?

    Taip – ​​planetines, sliekines ar kitas pavarų dėžes galima pritaikyti ir suderinti mechaniškai.

14. Kaip aplinkos apsaugos pritaikymas padeda robotų sistemoms?

    Individualūs IP reitingai, sandarūs korpusai ir specializuotos dangos pagerina patvarumą atšiaurioje aplinkoje.

15. Ar gamykla gali aprūpinti variklius su optimaliu šiluminiu našumu, kad būtų galima nuolat dirbti su robotu?

    Taip – ​​galimas šilumos valdymas, pvz., žemos temperatūros kilimas ir izoliacijos atnaujinimas.

16. Ar JKongmotor palaiko pritaikytą robotų variklių integravimą su švino varžtais ar pavaromis?

    Taip – ​​švino varžtai ir pavaros atitikmenys yra OEM/ODM dizaino.

17. Kokį vaidmenį atlieka sukimo momento skirtumas renkantis roboto variklį?

    Pakankama sukimo momento riba apsaugo nuo užstrigimo ir užtikrina judėjimo stabilumą esant dinaminėms apkrovoms.

18. Ar gamykla gali pritaikyti robotų variklius didelio greičio judesių profiliams?

    Taip – ​​induktyvumas, apvija ir tvarkyklės suderinamumas gali būti suprojektuotas taip, kad veiktų dideliu greičiu.

19. Ar profesionali techninė pagalba yra OEM/ODM pritaikymo robotų žingsninių variklių dalis?

    Taip – ​​bendras inžinerinis bendradarbiavimas užtikrina, kad dizainas atitiktų sistemos veikimo ir gamybos poreikius.

20. Ar pritaikyti robotų žingsninių variklių sprendimai padidina masinės gamybos nuoseklumą?

    Taip – ​​standartizuotas montavimas, elektrinės specifikacijos ir kartojama partijų gamyba padidina patikimumą dideliu mastu.