Как встроенный серводвигатель EtherCAT повышает эффективность робота-подборщика?

Роботы-сборщики становятся важной частью современных складов, центров выполнения заказов, операций электронной коммерции и автоматизированных систем обработки материалов. По мере увеличения объемов заказов складам нужны роботы, которые могут быстро и точно собирать, перемещать, позиционировать и выдавать товары, не жертвуя при этом надежностью.

В центре этого спектакля находится система движения. Робот-сборщик может обладать развитым зрением, искусственным интеллектом, роботизированным программным обеспечением и сложными захватами, но эти технологии по-прежнему зависят от двигателей, которые могут точно и многократно выполнять команды движения.

Вот где Встроенный серводвигатель EtherCAT может дать практическое преимущество.

Объединив серводвигатель, приводную электронику, энкодер и коммуникационный интерфейс в одном компактном блоке, интегрированный серводвигатель может снизить сложность системы, обеспечивая при этом точное управление движением, необходимое роботам-комплектовщикам. Когда в качестве сети связи используется EtherCAT, несколько осей робота могут обмениваться данными о движении с контроллером на высокой скорости и с четко согласованным временем.

Для производителей складского оборудования результатом может стать более компактная, отзывчивая и масштабируемая архитектура управления движением.

Что такое робот-сборщик?

Робот-сборщик — это автоматизированная роботизированная система, предназначенная для идентификации, захвата, перемещения и размещения продуктов или материалов. В зависимости от приложения он может работать независимо или как часть более крупной автоматизированной складской системы.

Типичные роботы-сборщики можно найти в:

• Центры выполнения электронной коммерции

• Автоматизированные склады

• Распределительные центры

• Системы сбора мусора

• Системы «товар к человеку»

• Автоматизированные складские и поисковые системы

• Операции по сортировке посылок

• Аптечные склады

• Логистика продуктов питания и напитков

• Производственные системы транспортировки материалов

Типичный цикл комплектования может включать в себя несколько скоординированных движений:

1. Подойдите к целевому местоположению

2. Расположите роботизированную руку или механизм

3. Переместите захват в сторону продукта

4. Отрегулируйте положение и ориентацию

5. Возьмите продукт в руки

6. Поднимите или переместите продукт

7. Перенесите его в другое место

8. Выпустить продукт

9. Возврат к следующей позиции комплектования

Каждое движение требует контролируемого ускорения, замедления, скорости и положения.

Это означает, что двигатель не просто отвечает за движение робота. Это напрямую влияет на время цикла, точность позиционирования, повторяемость, энергопотребление, вибрацию и общую надежность оборудования..

Почему при выборе роботов нужны высокопроизводительные серводвигатели

При комплектовании часто сочетаются быстрые перемещения с частыми запусками и остановками.

Двигатель может быстро ускоряться, чтобы достичь заданного положения, замедляться перед достижением пункта назначения, удерживать определенное положение, менять направление и немедленно начинать новое движение.

Этот режим работы сильно отличается от приложений, в которых двигатель работает непрерывно с относительно постоянной скоростью.

Поэтому подходящий серводвигатель для робота-сборщика должен иметь несколько важных функций.

Высокоточное управление положением

Робот должен разместить захват в правильном месте. Даже небольшая ошибка позиционирования может повлиять на успешный захват, особенно когда продукты расположены плотно.

Встроенный серводвигатель с обратной связью от энкодера может постоянно контролировать положение двигателя и обеспечивать управление с обратной связью.

Быстрый динамический отклик

Роботы-сборщики предназначены для быстрого выполнения повторяющихся операций.

Двигатель должен быстро реагировать на команды для:

• Ускорение

• Замедление

• Изменение направления

• Изменения позиции

• Изменения крутящего момента

• Изменения скорости

Быстрая реакция сервопривода помогает уменьшить ненужные задержки при движении.

Точный контроль скорости

На разных этапах процесса комплектования могут потребоваться разные скорости.

Например, робот может двигаться быстро, пересекая пустую зону, но замедляться при приближении к продукту.

Сервоуправление позволяет системе движения динамически регулировать скорость в соответствии с текущей операцией.

Надежная повторяющаяся работа

Промышленные роботы-сборщики могут совершать тысячи или даже миллионы циклов движения за срок службы.

Поэтому двигателю необходимо поддерживать постоянную производительность во время повторяющихся операций, а не просто обеспечивать высокую пиковую производительность в течение коротких периодов времени.

Jkongmotor Индивидуальные движения серводвигателя

Универсальный поставщик интегрированных решений для серводвигателей постоянного тока

Типы интегрированных серводвигателей для комплектующих роботов: как выбрать правильное решение для управления движением

Робот -сборщик создан для одной простой цели: выбрать правильный продукт в нужном положении, с нужной скоростью и надежно повторить процесс..

В современном складе или системе выполнения заказов это звучит просто. На практике роботу-сборщику может потребоваться координировать несколько осей, реагировать на данные машинного зрения, многократно ускоряться и замедляться, управлять захватом или инструментом на конце руки и поддерживать точное позиционирование на протяжении тысяч циклов.

Это делает выбор серводвигателя важной частью общей конструкции робота.

Для производителей комплектовочных роботов встроенный серводвигатель может быть особенно привлекательным, поскольку двигатель, энкодер и привод объединены в один компактный блок управления движением. Текущая платформа интегрированных серводвигателей JKONGMOTOR включает в себя интегрированные шаговые серводвигатели, шаговые серводвигатели с редуктором, линейные шаговые серводвигатели, встроенные серводвигатели постоянного тока/BLDC, серводвигатели с редуктором BLDC, серводвигатели тормоза, серводвигатели IP65 и Серводвигатели AGV с STO . Платформа поддерживает выходную мощность 26–1000 Вт и варианты управления, включая Pulse, RS485, CANopen и EtherCAT.

Однако для роботов-комплектовщиков эти типы двигателей не являются взаимозаменяемыми. Каждая конфигурация соответствует различным требованиям к движению.

Что нужно роботу-сборщику от встроенного серводвигателя?

Робот-сборщик обычно сочетает в себе несколько типов движения:

Позиционирование → Достижение → Взятие → Подъем → Вращение → Размещение → Возврат

Поэтому система движения должна справляться с частыми ускорениями и замедлениями, сохраняя при этом точную обратную связь по положению.

Для робота-сборщика может потребоваться встроенный серводвигатель, обеспечивающий:

• Точное позиционирование с обратной связью

• Быстрое ускорение и замедление

• Стабильный крутящий момент на разных скоростях

• Обратная связь с энкодером

• Высокая повторяемость

• Компактная установка

• Уменьшенная проводка

• Многоосная связь

• Подходящие варианты коробки передач

• Варианты тормозов для вертикальных осей

• Защита окружающей среды, где это необходимо

• Совместимость с контроллером робота

В реальных системах перемещения и перемещения обычно используются скоординированные сервоприводы и архитектуры на базе EtherCAT для требовательных роботизированных приложений. Например, промышленные решения для комплектования используют EtherCAT для скоординированного движения между контроллером и сервоосями, а системы технического зрения предоставляют информацию о местоположении продукта, необходимую для комплектования.

Вот почему двигатель следует выбирать в соответствии с осью робота , а не просто выбирать один тип двигателя для всей машины.

Типы интегрированных серводвигателей JKONGMOTOR для роботов-комплектовщиков

Структуру продукции JKONGMOTOR можно разделить на две основные категории:

Решения для шаговых сервоприводов с замкнутым контуром

Они подходят для выбора роботизированных механизмов, где точное позиционирование, стабильный крутящий момент, повторяемость и экономичное управление с обратной связью . важны

Решения для сервоприводов постоянного/BLDC

Они больше подходят для осей роботов, требующих динамического отклика, высокоскоростной работы, компактной интеграции или более высокой плотности крутящего момента..

Доступные конфигурации затем расширяются до планетарной передачи, червячной передачи, линейного движения, торможения, водонепроницаемой защиты и сервосистем, предназначенных для AGV/AMR..

1. Встроенный шаговый серводвигатель для комплектующих роботов.

Встроенный шаговый серводвигатель объединяет шаговый двигатель, энкодер и привод в один блок с замкнутым контуром.

Для робота-комплектовщика эту конфигурацию можно рассматривать для осей, где приоритетом является точное, повторяемое позиционирование без сложностей, связанных с традиционным отдельным расположением двигателя и привода.

Где его можно использовать?

Типичные примеры включают в себя:

• Позиционирующие оси с возможностью выбора и размещения

• Механизмы позиционирования захвата

• Маленькие роботизированные руки

• Расположение конвейера

• Механизмы выравнивания продуктов

• Упаковочное и сортировочное оборудование

• Компактная автоматизация склада

Энкодер обеспечивает обратную связь со встроенным приводом, позволяя системе отслеживать фактическое движение двигателя, а не полагаться исключительно на команду шага разомкнутого контура. JKONGMOTOR описывает эту конфигурацию как обеспечивающую позиционирование с обратной связью, стабильный крутящий момент и снижение риска потери шагов.

Почему это важно для выбора?

Точность выбора напрямую связана с тем, насколько последовательно робот может расположить свой рабочий орган.

Таким образом, шаговый сервопривод с замкнутым контуром может быть практичным вариантом, когда оси не требуются динамические характеристики высокопроизводительного сервопривода переменного тока, но все же требуется надежная обратная связь по положению.

2. Встроенный серводвигатель с планетарным редуктором.

Для некоторых осей роботов требуется нечто большее, чем просто точность позиционирования. Им также необходим более высокий выходной крутящий момент в компактном корпусе..

Именно здесь встроенный серводвигатель с планетарным редуктором . становится полезным

Конфигурация сочетает в себе:

Серводвигатель + энкодер + привод + планетарный редуктор

Коробка передач снижает скорость и увеличивает выходной крутящий момент, сохраняя при этом относительно компактную конструкцию трансмиссии.

Подходящие приложения для роботов-сборщиков

Интегрированный сервопривод с планетарным редуктором можно рассматривать для:

• Роботизированные суставы рук

• Наручные механизмы

• Вертикальные подъемные оси

• Тяжелые рабочие органы

• Механизмы обработки продукции

• Высоконагруженные позиционирующие оси

JKONGMOTOR описывает свою конфигурацию BLDC-сервопривода с планетарным редуктором как сочетание двигателя, энкодера, привода и планетарного редуктора с упором на высокую плотность крутящего момента и низкий люфт..

Для робота-сборщика малый люфт может быть особенно важен, когда захвату необходимо достичь точного положения продукта.

3. Встроенный серводвигатель с червячным редуктором.

является Интегрированный серводвигатель с червячной передачей еще одним вариантом, когда механизм подбора требует высокого передаточного числа или механического расположения под прямым углом.

Интегрированная конфигурация объединяет двигатель, энкодер, привод и червячный редуктор.

Зачем использовать червячный редуктор на роботе-сборщике?

Червячный редуктор может быть полезен, когда разработчику робота необходимо:

• Высокий коэффициент уменьшения

• Более высокий выходной крутящий момент

• Компактная угловая передача

• Характеристики выдерживания нагрузки в подходящих механических конструкциях

Это может относиться к подъемным механизмам, конвейерам, системам позиционирования и компактным роботизированным механизмам..

JKONGMOTOR описывает свою конфигурацию сервопривода BLDC с червячной передачей как компактное прямоугольное решение с высоким крутящим моментом и характеристиками самоблокировки.

Однако для критически важных для безопасности вертикальных осей всегда следует оценивать всю конструкцию, рассчитанную на выдерживание нагрузки и безопасность, а не полагаться только на характеристики редуктора.

4. Встроенный линейный шаговый серводвигатель.

Не каждое движение комплектующего робота является вращательным.

Многие системы захвата требуют, чтобы концевой эффектор перемещался вдоль линейной оси.

Например:

Ось X → Ось Y → Ось Z → Захват

Встроенный линейный шаговый серводвигатель может объединить двигатель, энкодер и привод в компактное решение для линейного перемещения с замкнутым контуром.

В состав продукции JKONGMOTOR входят линейные шаговые сервоприводы с шарико-винтовой парой, линейные шаговые сервоприводы Т-типа и интегрированные решения для линейного перемещения..

Где полезно линейное серводвижение?

Его можно рассматривать для:

• Декартовы роботы-сборщики

• Системы захвата и размещения XYZ

• Вертикальные оси выбора

• Механизмы передачи продукции

• Автоматизированная проверка

• Упаковочные системы

• Системы точного позиционирования

Для робота-сборщика ключевыми параметрами становятся линейная тяга, ход, линейная скорость, точность позиционирования и рабочий цикл , а не просто крутящий момент и частота вращения.

5. Встроенный серводвигатель постоянного тока/BLDC.

Для высокоскоростного робота-сборщика интегрированный серводвигатель постоянного тока/BLDC может быть более подходящим выбором, когда важны динамическая реакция и компактная упаковка.

Интегрированная архитектура объединяет двигатель, энкодер и привод.

Это может уменьшить количество внешнего оборудования, необходимого вокруг оси робота.

Потенциальные преимущества при выборе роботов

• Компактная конструкция оси

• Уменьшенная проводка

• Регулирование скорости с обратной связью

• Управление положением с обратной связью

• Быстрый ответ

• Высокая операционная эффективность

• Упрощенная установка

JKONGMOTOR описывает свой встроенный сервопривод постоянного тока как компактный блок, объединяющий двигатель, энкодер и привод для точного управления скоростью и положением.

Для производителей роботов это может быть особенно полезно, когда доступное пространство для установки вокруг каждого соединения ограничено.

6. Сервопривод BLDC с планетарным редуктором для высокоскоростного подбора

Среди различных конфигураций серводвигатель BLDC с планетарным редуктором особенно подходит для сложных задач по комплектованию.

Архитектура сочетает в себе:

Сервопривод BLDC + Энкодер + Встроенный привод + Планетарный редуктор

Это позволяет получить высокий выходной крутящий момент без использования двигателя увеличенной мощности.

Роботу-сборщику может потребоваться быстро двигаться, неся захват и продукт. Редуктор помогает подобрать скорость и крутящий момент двигателя в соответствии с фактическими механическими требованиями соединения робота.

Типичные применения

• Высокоскоростные роботы-сборщики

• Роботизированное оружие

• Дельта-роботы

• Сортировочные роботы

• Упаковочные роботы

• Системы транспортировки материалов

• Автоматизированное складское оборудование

Промышленные системы захвата и перемещения обычно требуют скоординированного высокоскоростного сервопривода. EtherCAT используется в коммерческих роботизированных архитектурах для синхронизации движения по нескольким осям.

7. Сервопривод BLDC с червячной передачей для компактных роботизированных механизмов.

полезен Серводвигатель BLDC с червячной передачей , когда механическая упаковка так же важна, как и производительность двигателя.

Прямоугольный редуктор может облегчить размещение двигателя внутри компактной конструкции робота.

Это может быть полезно для:

• Компактные роботизированные руки

• Конвейерные механизмы

• Системы транспортировки продукции

• Поворотное позиционирование

• Подъемные механизмы

• Автоматизация в условиях ограниченного пространства

Интегрированная архитектура также позволяет избежать установки двигателя, внешнего сервопривода и коробки передач как трех отдельных компонентов.

8. Серводвигатель со встроенным тормозом для вертикальных осей выбора

Робот-сборщик может иметь вертикальную ось, которая поднимает продукт, захват или роботизированный механизм.

В этой ситуации торможение может стать важным фактором проектирования.

Серводвигатель со встроенным тормозом сочетает в себе:

Двигатель + энкодер + привод + электромагнитный тормоз

Тормоз может помочь удерживать нагрузку при отключении питания, в зависимости от полной механической и безопасной конструкции.

JKONGMOTOR перечисляет конфигурации сервоприводов постоянного тока со встроенным тормозом в своей линейке интегрированных серводвигателей и описывает их для таких приложений, как вертикальные оси и автоматизированное оборудование.

Типичные применения роботов-комплектовщиков

• подъем по оси Z

• Вертикальные роботизированные руки

• Продуктовые лифты

• Подъемные механизмы типа Pick-Place

• Автоматизированное складское оборудование

Для вертикальной оси робота инженеры должны тормозной момент, инерцию нагрузки, требования к остановке, аварийное поведение и архитектуру безопасности машины . вместе оценить

9. Встроенный серводвигатель IP65 для сложных условий эксплуатации.

Роботы-сборщики, используемые в пищевой промышленности, логистике на открытом воздухе или в пыльных промышленных средах, могут потребовать дополнительной защиты окружающей среды.

JKONGMOTOR предлагает встроенную конфигурацию серводвигателя постоянного тока со степенью защиты IP65, в которой двигатель, драйвер и энкодер упакованы в защищенный корпус.

Потенциальные приложения включают в себя:

• Обработка пищевых продуктов

• Наружные системы комплектации

• Промышленная логистика

• Пыльная среда

• Мобильная автоматизация

• Погрузочно-разгрузочные работы

Правильный уровень защиты всегда следует определять на основе фактической рабочей среды.

10. Интегрированный серводвигатель AGV/AMR с STO

Хотя AGV или AMR отличаются от стационарного робота-комплектовщика, мобильные системы комплектации все чаще сочетают роботизированный сбор с автономной транспортировкой..

Для этих систем JKONGMOTOR предлагает серводвигатель постоянного тока AGV с функцией STO (Safe Torque Off)..

На странице продукта эта конфигурация описана как обеспечивающая точное управление движением, высокую плотность крутящего момента, быстрый отклик и поддержку функциональной безопасности для автоматических транспортных средств, интеллектуальной логистики, робототехники и промышленной автоматизации.

Поэтому этот тип двигателя может быть уместен, когда робот-комплектовщик интегрирован в мобильную роботизированную платформу.

Какой интегрированный серводвигатель подходит для какой оси комплектовочного робота?

Полезным способом выбора двигателя является сопоставление типа двигателя с фактическим движением робота.

Эта классификация на основе приложений более полезна для разработчиков роботов, чем простое сравнение названий двигателей.

Что такое интегрированный серводвигатель EtherCAT?

объединяет Встроенный серводвигатель EtherCAT несколько компонентов управления движением в один компактный узел двигателя.

В зависимости от архитектуры изделия интегрированный блок может включать в себя:

• Серводвигатель

• Сервопривод

• Кодер

• Электроника управления движением

• Интерфейс связи EtherCAT

• Функции защиты

• Дополнительный тормоз

• Дополнительная коробка передач

Традиционные сервосистемы часто размещают двигатель и привод в разных местах.

Контроллер отправляет команды на внешний сервопривод, а привод управляет двигателем через отдельную проводку.

Встроенный серводвигатель переносит большую часть этих функций непосредственно в узел двигателя.

Это может значительно упростить механическую и электрическую конструкцию робота-сборщика.

Как EtherCAT улучшает управление движением робота-сборщика

EtherCAT — это технология промышленной связи Ethernet в реальном времени, широко используемая в приложениях, требующих скоординированного управления движением.

Для робота-сборщика это имеет значение, поскольку может потребоваться совместное перемещение нескольких осей.

Рассмотрим роботизированную руку с несколькими осями.

Контроллеру может одновременно потребоваться контролировать:

• Базовое вращение

• Движение плеч

• Движение локтя

• Вращение запястья

• Позиционирование запястья

• Движение захвата

Если эти оси не движутся согласованно, робот может испытывать ошибки траектории, ненужную вибрацию или увеличивать время цикла.

EtherCAT обеспечивает коммуникационную архитектуру, подходящую для высокоскоростного синхронизированного управления многоосным движением..

1. Более быстрая командная связь

Роботы-сборщики часто меняют команды движения.

EtherCAT позволяет быстро обмениваться данными управления движением между контроллером и сервоосями.

Это обеспечивает быстрое управление во время высокоскоростных роботизированных движений.

2. Многоосевая синхронизация.

Движение робота редко ограничивается одним двигателем.

Нескольким осям может потребоваться ускорение и замедление в точно согласованное время.

Сервосистемы на базе EtherCAT могут синхронизировать несколько сервоосей, помогая роботу более точно следовать запланированной траектории.

3. Уменьшенная задержка связи.

В высокоскоростных робототехнических приложениях задержка связи может повлиять на координацию движений.

Сеть связи в реальном времени помогает снизить неопределенность между передачей команд и реакцией двигателя.

Это особенно полезно, когда несколько серводвигателей работают одновременно.

4. Упрощенная сетевая архитектура

EtherCAT может подключать несколько сервоприводов через промышленную сеть Ethernet.

При интеграции в серводвигатель интерфейс связи располагается внутри самого узла двигателя.

Это может уменьшить количество внешнего оборудования, необходимого в шкафу управления.

Как встроенный серводвигатель повышает эффективность комплектовочного робота

Самым большим преимуществом является не просто то, что двигатель меньше.

Реальная выгода достигается за счет объединения управления движением, обратной связи, связи и двигательной технологии в скоординированную систему..

Уменьшенная сложность проводки

Обычные сервосистемы могут требовать отдельных соединений между:

• Мотор и привод

• Энкодер и привод

• Контроллер и привод

• Тормозная система и система управления

• Дополнительные устройства ввода-вывода

Встроенный серводвигатель может уменьшить количество таких внешних подключений.

Для компактных роботов-коммутаторов это может быть особенно ценно, поскольку ограниченное внутреннее пространство затрудняет прокладку кабеля.

Меньшее количество внешних компонентов также может упростить сборку и обслуживание машины.

Более компактный дизайн робота

Складским роботам часто приходится работать в ограниченном пространстве.

Большой электрический шкаф или несколько внешних приводов могут увеличить общую площадь системы.

Интеграция приводной электроники в двигатель позволяет производителям переместить часть системы управления движением непосредственно на механическую ось.

Это может способствовать созданию более компактной архитектуры робота..

Улучшенная точность позиционирования

Энкодер обеспечивает обратную связь по положению для системы сервоуправления.

Вместо того, чтобы просто дать команду двигателю на поворот на определенную величину и предположить, что движение произошло правильно, сервосистема может использовать обратную связь для исправления ошибок движения.

При комплектовании роботов это обеспечивает точное позиционирование роботизированной руки и захвата.

Более короткие циклы комплектации

Время цикла — один из наиболее важных показателей эффективности автоматизации склада.

Если робот сможет ускоряться быстрее, точно достигать цели, плавно замедляться и немедленно начинать следующую операцию, время, необходимое для каждого цикла комплектации, может сократиться.

Сервоархитектура EtherCAT с высоким откликом поддерживает этот тип профиля движения.

Улучшенная координация между осями робота

Руке робота может потребоваться несколько осей для одновременного перемещения.

Например, ось плеча может ускоряться, пока запястье вращается, а основание меняет направление.

Синхронизированное управление на основе EtherCAT может помочь этим осям работать как одна скоординированная система движения, а не как независимые двигатели.

Упрощенная интеграция с оборудованием

Для производителей оборудования время интеграции является важным фактором.

Встроенный серводвигатель может уменьшить количество отдельных компонентов, которые необходимо выбрать, установить, подключить и протестировать.

Это может упростить:

• Электрический проект

• Панельная конструкция

• Прокладка кабеля

• ввод в эксплуатацию

• Обслуживание

• Управление запасными частями

Важные характеристики серводвигателя для роботов-комплектовщиков

Выбор серводвигателя со встроенным EtherCAT следует начинать с реальных требований к движению робота, а не просто выбирать двигатель с самым высоким номиналом.

Номинальный крутящий момент и пиковый крутящий момент

Номинальный крутящий момент определяет возможность непрерывной работы двигателя.

Пиковый крутящий момент становится важным во время ускорения, быстрого движения, подъема и резких изменений нагрузки.

При выборе роботов следует учитывать оба значения.

Скорость двигателя

Требуемая скорость двигателя зависит от механической трансмиссии, геометрии рычага, передаточного числа коробки передач и требуемого времени цикла робота.

Высокоскоростной двигатель не делает робота автоматически более быстрым. Вся механическая система должна быть согласована с двигателем.

Разрешение энкодера

Производительность энкодера влияет на качество обратной связи и управление позиционированием.

Обратная связь с более высоким разрешением может быть полезна для приложений, требующих точного позиционирования и плавной работы на низкой скорости.

Выбор коробки передач

Некоторые оси комплектовочного робота требуют высокой скорости, тогда как другие требуют высокого крутящего момента.

В зависимости от конструкции оси может подойти планетарный редуктор, гармонический редуктор или другой редуктор.

Передаточное число коробки передач следует выбирать исходя из:

• Требуемая скорость вывода

• Требуемый выходной крутящий момент

• Инерция

• Ускорение

• Требования к люфту

• Механические размеры

Тормоз

Тормоз может быть важен для вертикальных осей.

Если питание отключено, вертикальному механизму может потребоваться сохранить свое положение, а не падать под действием силы тяжести.

Для такого типа применения встроенный серводвигатель с дополнительным тормозом может упростить конструкцию оси.

Почему клиенты выбирают Интегрированные серводвигатели для роботов-сборщиков

Для производителей роботов выбор серводвигателя зависит не только от крутящего момента и скорости. Двигатель должен работать как часть всей роботизированной системы, включая контроллер, энкодер, коробку передач, манипулятор робота, захват, систему технического зрения и сеть связи.

Вот почему многие производители оборудования рассматривают интегрированные серводвигатели для выбора роботов. Объединив двигатель, энкодер и приводную электронику в одном компактном блоке, встроенный серводвигатель может упростить архитектуру движения робота, одновременно поддерживая точные и повторяемые движения, необходимые для автоматического комплектования.

1. Компактный дизайн для ограниченного пространства робота

Роботы-сборщики часто предъявляют строгие требования к механическому пространству. Для обычной сервосистемы может потребоваться отдельный двигатель, сервопривод, проводка энкодера и дополнительные электрические компоненты.

Встроенный серводвигатель объединяет ключевые компоненты управления движением в одном корпусе.

Это может помочь OEM-производителям:

• Уменьшите пространство для установки

• Упрощение механических компоновок

• Уменьшите количество компонентов внешнего привода

• Улучшите прокладку кабеля

• Создавайте более компактные оси роботов

Для роботизированных манипуляторов и компактных механизмов захвата и размещения экономия места вокруг каждого шарнира может упростить проектирование всей машины.

2. Меньше проводов и более простая установка.

Для традиционной сервосистемы может потребоваться несколько кабелей между двигателем, энкодером, приводом, контроллером и другими компонентами.

Благодаря встроенному серводвигателю электроника привода и обратной связи встроена в узел двигателя.

Это может уменьшить сложность проводки и упростить установку.

Для робота-сборщика с несколькими осями меньшее количество внешних компонентов также может сделать машину чище и упростить сборку.

3. Точное позиционирование с обратной связью

Роботам-сборщикам необходимо точно расположить свои захваты.

Если захват приближается к продукту с чрезмерной ошибкой позиционирования, робот может не захватить предмет или ему потребуется дополнительное корректирующее движение.

Встроенный серводвигатель использует обратную связь от энкодера для контроля положения двигателя и поддержки управления с обратной связью.

Это особенно полезно для:

• Позиционирование роботизированной руки

• Расположение захвата

• Согласование продукта

• Отслеживание конвейера

• Механизмы захвата и размещения

• Прецизионные системы передачи

Результатом является система движения, разработанная на основе обратной связи, а не только движения двигателя с разомкнутым контуром..

4. Быстрое реагирование при подборе в высоком цикле

Робот-сборщик может повторять одно и то же движение тысячи раз за производственную смену.

Каждый цикл может включать в себя:

Ускорение → Высокоскоростное движение → Замедление → Позиционирование → Выбор → Втягивание

Поэтому серводвигателю необходимо быстро реагировать на команды изменения скорости и положения.

Интегрированные конфигурации сервоприводов постоянного тока и BLDC можно использовать, когда роботу требуется динамичное движение и быстрое ускорение/замедление.

Для осей с более высокой нагрузкой интегрированный сервопривод с редуктором может обеспечить увеличение крутящего момента, необходимое для перемещения механизма, без необходимости использования двигателя большой мощности.

5. Лучшая координация между несколькими осями робота

Робот-сборщик редко полагается только на один двигатель.

Роботизированная рука может иметь несколько сервоосей, управляющих:

• Базовое вращение

• Движение руки

• Движение локтя

• Вращение запястья

• Вертикальное движение

• Расположение захвата

Эти оси должны работать вместе, чтобы следовать запланированной траектории робота.

Благодаря таким возможностям связи, как CANopen и EtherCAT , встроенные серводвигатели могут стать частью сетевой многоосной архитектуры управления движением.

EtherCAT особенно актуален, когда роботу требуется синхронизированное движение в реальном времени между несколькими сервоосями.

6. Несколько конфигураций двигателей для разных осей робота.

Еще одна причина, по которой клиенты выбирают интегрированные серводвигатели, заключается в том, что одно семейство продуктов может соответствовать различным механическим требованиям.

Например:

Это дает OEM-производителям больше гибкости при проектировании различных осей роботов.

7. Планетарные редукторы для высокой плотности крутящего момента.

Некоторым роботам-сборщикам необходимо перемещать относительно тяжелые грузы, сохраняя при этом компактную роботизированную руку.

Встроенный серводвигатель с планетарной передачей может увеличить выходной крутящий момент при одновременном снижении выходной скорости.

Это делает его полезным для:

• Мощные захватывающие рычаги

• Вертикальные подъемные оси

• Большие захваты

• Позиционирование при высокой нагрузке

• Механизмы транспортировки материалов

Интегрированные двигатель и редуктор также уменьшают необходимость установки нескольких независимых компонентов вокруг шарнира робота.

8. Варианты тормоза для вертикальных осей выбора

Вертикальные оси робота требуют еще одного фактора: гравитации.

При отключении питания вертикальный груз может остаться на месте.

Серводвигатель со встроенным тормозом может обеспечить функцию механического удержания, если его правильно выбрать и включить в конструкцию безопасности машины.

Это может быть полезно для:

• Механизмы оси Z

• Вертикальные роботизированные руки

• Системы подъема продукта

• Автоматизированное складское оборудование

• Подъемные лифты

Для этих применений инженеры должны оценить тормозной момент, инерцию нагрузки, поведение при остановке и всю систему безопасности машины.

9. Гибкая связь для различных систем управления.

Не все производители комплектующих роботов используют одну и ту же архитектуру контроллера.

В зависимости от машины сервосистеме может потребоваться связь через:

• Пульс

• RS485 / Modbus-RTU

• CANopen

• EtherCAT

Предоставление различных вариантов управления позволяет использовать встроенный серводвигатель с различными ПЛК, контроллерами движения, контроллерами роботов и архитектурами автоматизации.

Для простого механизма позиционирования может быть достаточно импульсного управления.

Для сетевого многоосного робота-комплектовщика более подходящими могут быть CANopen или EtherCAT.

10. Пользовательская механическая конфигурация.

Двигатель должен физически подходить роботу.

Это звучит очевидно, но это может стать серьезной инженерной проблемой, если стандартный двигатель имеет неправильную длину вала, способ крепления, положение разъема или конфигурацию коробки передач.

Для OEM-производителей комплектовочных роботов настройка может включать в себя:

• Диаметр вала

• Длина вала

• шпоночный паз

• Плоский вал

• Полый вал

• Коробка передач

• Передаточное число

• Тормоз

• Кодер

• Разъем

• Кабель

• Конфигурация монтажа

• IP-защита

Это позволяет адаптировать двигатель к роботу вместо того, чтобы заставлять конструкцию робота использовать стандартный двигатель.

11. Сниженные требования к шкафу управления

Традиционные сервоархитектуры могут потребовать наличия нескольких внешних сервоприводов внутри шкафа управления.

Когда привод интегрирован в двигатель, часть электроники управления движением перемещается непосредственно к оси робота.

Для компактных роботов-сборщиков это потенциально может уменьшить размер шкафа и освободить ценное пространство для других компонентов, таких как:

• ПЛК

• Промышленный ПК

• Контроллер зрения

• Контроллер безопасности

• Источник питания

• Оборудование связи

Это особенно полезно, когда сам робот имеет ограниченный электрический корпус.

12. Более простое обслуживание и системная интеграция.

Встроенный серводвигатель также может упростить архитектуру машины.

Вместо устранения неполадок нескольких отдельных компонентов инженеры могут работать с более консолидированным блоком управления движением.

Для OEM-производителей это может упростить:

Проектирование → Сборка → Электромонтаж → Ввод в эксплуатацию → Испытание → Техническое обслуживание

Это также может уменьшить количество отдельных компонентов, которые необходимо указывать и управлять ими в производстве.

13. Подходит для различных архитектур комплектующих роботов.

Интегрированные серводвигатели не ограничиваются одним типом робота-комплектовщика.

Их можно рассматривать для:

• Роботизированные системы сбора манипуляторов

• Декартовы роботы-сборщики

• Роботы для захвата и размещения Delta

• Роботы для сбора мусора

• Роботы «товар-человек»

• Системы складской комплектации

• Упаковочные и комплектовочные машины

• Сортировочные роботы

• Мобильные роботы-сборщики

• Системы комплектования на основе AMR

Конфигурацию двигателя следует выбирать в соответствии с конкретной осью, полезной нагрузкой, скоростью, рабочим циклом и условиями окружающей среды.

На что смотрят клиенты при покупке Встроенный серводвигатель для робота-сборщика?

С точки зрения закупок OEM клиентам обычно необходимо оценивать нечто большее, чем просто номинальную мощность двигателя.

К основным техническим вопросам относятся:

Какой крутящий момент требуется оси?

Какая максимальная скорость требуется?

Как быстро должен ускоряться и замедляться робот?

Какая точность позиционирования требуется?

Какова фактическая инерция нагрузки?

Нужен ли оси редуктор?

Требуется ли тормоз для вертикальной оси?

Какая конфигурация кодера требуется?

Поддерживает ли контроллер EtherCAT, CANopen, RS485 или Pulse?

Какой уровень защиты IP требуется?

Можно ли настроить вал, разъем, редуктор и монтажные размеры?

Эти вопросы помогают производителю выбрать серводвигатель на основе фактического профиля движения робота, а не просто выбирать двигатель на основе номинальной мощности.

Почему возможности OEM важны для выбора производителей роботов

Производители комплектующих роботов часто разрабатывают свои собственные механические конструкции, алгоритмы управления, захваты и системную архитектуру.

В результате стандартный каталожный двигатель не всегда может подойти идеально.

Опытный поставщик интегрированных серводвигателей может сотрудничать с OEM-производителем в процессе разработки, чтобы оценить:

Требования к применению → Выбор двигателя → Расчет крутящего момента → Механическое проектирование → Прототип → Испытание → Оптимизация → Массовое производство

Этот подход особенно полезен, когда заказчику требуется индивидуальный вал, редуктор, энкодер, интерфейс связи, тормоз, разъем, кабель или корпус.

При крупносерийном производстве роботов-комплектовщиков индивидуальная настройка также может помочь создать более согласованную конфигурацию двигателей для всей платформы робота.

Интегрированные серводвигатели помогают создать более компактного робота-сборщика

Основная причина, по которой клиенты выбирают интегрированные серводвигатели, — это возможность объединить несколько функций управления движением в одном устройстве.

Вместо проектирования вокруг:

Двигатель + Внешний энкодер + Сервопривод + Дополнительная проводка + Отдельный редуктор

OEM-производитель потенциально может построить ось вокруг:

Встроенный серводвигатель + коробка передач + промышленная связь

Эта архитектура может снизить сложность системы, обеспечивая при этом обратную связь с обратной связью, динамический отклик и скоординированное управление, необходимые современным роботам-комплектовщикам.

Для высокоскоростного складского комплектования, роботизированных манипуляторов, автоматизированной сортировки, упаковки и мобильных систем комплектования встроенные серводвигатели обеспечивают гибкую основу для разработки компактных и масштабируемых систем управления движением.

В итоге

Клиенты выбирают интегрированные серводвигатели для роботов-комплектовщиков, поскольку они могут одновременно удовлетворить несколько практических инженерных требований:

Компактная установка

Уменьшенная проводка

Позиционирование с обратной связью

Быстрый динамический отклик

Многоосная связь

Гибкие варианты коробки передач

Конфигурации тормозов

Защита окружающей среды

OEM-настройка

Упрощенная системная интеграция

При выборе производителей роботов самым важным фактором является не просто выбор самого мощного двигателя. Он выбирает правильную интегрированную конфигурацию сервопривода для каждой оси робота на основе нагрузки, крутящего момента, скорости, инерции, точности позиционирования, протокола связи, условий окружающей среды и механической конструкции.

Такой подход, ориентированный на применение, позволяет встроенному серводвигателю стать частью общей архитектуры движения робота, а не просто еще одним отдельным компонентом.

Интегрированный серводвигатель EtherCAT по сравнению с традиционной сервосистемой

Традиционная сервосистема обычно разделяет двигатель и привод.

Их объединяет встроенный серводвигатель.

Соответствующая архитектура зависит от конструкции робота. Большие системы с централизованными шкафами по-прежнему могут извлечь выгоду из традиционных сервоприводов, тогда как компактное роботизированное оборудование может значительно выиграть от интегрированной сервоархитектуры.

Вопросы управления температурным режимом в высокопроизводительных роботах-комплектовщиках

Роботы-сборщики часто работают непрерывно во время складских смен.

Это означает, что нельзя упускать из виду тепловые характеристики.

Двигатель может хорошо работать во время короткого лабораторного испытания, но при непрерывной повторяющейся работе его температура повышается.

При выборе встроенного серводвигателя производители должны оценить:

• Непрерывный крутящий момент

• Продолжительность пикового крутящего момента

• Рабочий цикл

• Температура окружающей среды

• Температура корпуса двигателя

• Внутренняя температура электроники

• Условия охлаждения

• Защита от перегрузки

Правильно подобранный двигатель должен обеспечивать достаточный крутящий момент, не работая постоянно вблизи своих тепловых пределов.

Надежность связи имеет решающее значение

Робот-сборщик не может позволить себе частые прерывания связи.

Контроллер движений, серводвигатели, датчики, система технического зрения и программное обеспечение робота могут работать вместе.

Поэтому связь EtherCAT следует оценивать как часть полной архитектуры управления.

Важные соображения включают в себя:

• Топология сети

• Качество кабеля

• Надежность разъема

• ЭМС производительность

• Заземление

• Конфигурация сети

• Совместимость контроллера

• Совместимость сервопривода

• Диагностические функции

Надежная архитектура связи помогает сократить непредвиденные простои автоматизированного складского оборудования.

Как выбрать правильный серводвигатель со встроенным EtherCAT

Выбор правильного Встроенный серводвигатель EtherCAT для робота-комплектовщика — это не просто вопрос выбора правильной мощности двигателя. Двигатель должен соответствовать робота. нагрузке, крутящему моменту, скорости, ускорению, точности позиционирования, механической конструкции, коммуникационной архитектуре и рабочей среде .

Для роботов-коммутаторов эти требования становятся еще более важными, поскольку робот может выполнять сотни или тысячи повторяющихся циклов захвата и размещения, координируя при этом несколько осей. Правильно выбранный серводвигатель со встроенным EtherCAT может упростить архитектуру машины, объединив двигатель, привод, энкодер и интерфейс связи в компактный блок управления движением.

1. Начните с оси робота и требований к движению.

Первый шаг — определить, что на самом деле нужно двигателю.

Робот-комплектовщик может содержать несколько осей движения, например:

• Линейные оси X/Y/Z

• Роботизированные суставы рук

• Вращение запястья

• Захватные механизмы

• Конвейерные или передаточные механизмы

• Вертикальные подъемные оси

• Поворотные позиционирующие оси

Различные оси имеют разные требования к крутящему моменту, скорости и передаче.

Например, высокоскоростная горизонтальная ось может иметь приоритет динамической реакции и ускорения , тогда как вертикальная подъемная ось может требовать более высокого выходного крутящего момента и тормоза . Компактному захвату может потребоваться точное позиционирование, а не высокая непрерывная мощность.

Поэтому выбор одного идентичного двигателя для каждой оси не всегда является наиболее эффективным подходом.

2. Рассчитайте необходимый крутящий момент

Крутящий момент является одним из наиболее важных параметров при выборе встроенного серводвигателя для робота-комплектовщика.

Требуемый крутящий момент должен учитывать не только саму полезную нагрузку. Расчет может включать в себя:

• Вес полезной нагрузки

• Вес руки робота

• Вес рабочего органа

• Передаточное число коробки передач

• Ускорение и замедление

• Трение

• Эффективность передачи

• Вертикальная подъемная сила

• Внешнее механическое сопротивление

• Инерция нагрузки

Для поворотных осей базовое соотношение может быть выражено как:

Требуемый крутящий момент = момент ускорения + момент нагрузки + момент трения + запас прочности.

Для вертикальной оси необходимо также учитывать гравитацию.

Двигатель, который выглядит адекватным только с учетом номинальной полезной нагрузки, может испытывать чрезмерный пиковый крутящий момент во время ускорения, замедления или аварийной остановки. По этой причине покупатели должны оценивать как номинальный, так и пиковый крутящий момент..

3. Проверьте скорость и ускорение двигателя.

Роботам-комплектовщикам часто требуется быстрое перемещение между позициями комплектации и размещения. Поэтому серводвигателю необходима достаточная скорость и динамический отклик.

При сравнении моторов проверьте:

• Номинальная скорость

• Максимальная скорость

• Возможность ускорения

• Возможность замедления

• Пиковый крутящий момент

• Ответ на позиционирование

• Непрерывная работа

Высокая скорость не означает автоматически лучше. Двигатель должен поддерживать стабильную работу при перемещении фактической нагрузки.

Для робота, выполняющего короткие повторяющиеся движения, профиль ускорения может быть так же важен, как и максимальная частота вращения. Подходящий двигатель должен обеспечивать достаточный крутящий момент во время ускорения без чрезмерного нагрева.

4. Оценка точности позиционирования и обратной связи энкодера

Роботы-сборщики часто работают с машинным зрением, заранее заданными координатами, конвейерами и роботизированными захватами. Поэтому двигатель должен обеспечивать надежную обратную связь по положению.

Встроенный серводвигатель с энкодером позволяет системе управления контролировать положение двигателя и соответствующим образом регулировать движение.

При выборе двигателя учитывайте:

• Разрешение энкодера

• Метод обратной связи по положению

• Повторяемость позиционирования

• Требуемая механическая точность

• Люфт коробки передач

• Инерция нагрузки

• Требования к контуру управления

Фактическая производительность позиционирования зависит от всей механической системы и системы управления, а не только от энкодера.

Для приложений, требующих точного позиционирования рычага или линейной оси, энкодер, редуктор, трансмиссию и механическую конструкцию следует оценивать как одну систему.

5. Убедитесь, что EtherCAT соответствует архитектуре движения робота.

EtherCAT становится особенно полезным, когда робот-сборщик имеет несколько согласованных осей.

Типичному роботу может потребоваться синхронизация:

Контроллер робота → ось руки → ось запястья → захват → конвейер → вспомогательное оборудование

Благодаря связи EtherCAT несколько сервоосей можно интегрировать в централизованную архитектуру управления движением промышленного Ethernet.

При выборе серводвигателя со встроенным EtherCAT покупатели должны подтвердить:

• Совместимость с EtherCAT

• Требования к протоколу связи

• Совместимость контроллера

• Требования к многоосной синхронизации

• Топология сети

• Требования к коммуникационному циклу

• Конфигурация разъема и кабеля

Важным моментом является то, что EtherCAT должен соответствовать контроллеру и общей архитектуре автоматизации , а не быть выбран в качестве изолированной функции двигателя.

6. Выберите подходящую коробку передач.

Сам двигатель может не обеспечивать напрямую требуемый выходной крутящий момент или скорость. Редуктор может адаптировать характеристики двигателя к механизму робота.

Общие варианты включают в себя:

Планетарный серводвигатель с редуктором

Планетарный редуктор подходит, когда роботу-сборщику требуется высокий выходной крутящий момент, компактные размеры и подходящее передаточное число.

Типичные области применения включают в себя:

• Роботизированные суставы рук

• Поворотное позиционирование

• Высоконагруженные механизмы

• Компактные подъемные системы

• Приложения с высокой плотностью крутящего момента

Серводвигатель с червячным редуктором

Червячный редуктор может оказаться полезным, когда механизм требует высокого передаточного числа или прямоугольной передачи.

Это может быть рассмотрено для:

• Компактные передаточные механизмы

• Поворотное позиционирование

• Конвейерные системы

• Подъемные механизмы

Однако при выборе следует оценить эффективность редуктора, люфт, тепловые характеристики и условия фактической нагрузки.

7. Рассмотрите тормоз для вертикальных осей робота.

Вертикальная ось комплектующего робота может вести себя иначе, чем горизонтальная ось, поскольку на груз постоянно действует сила тяжести.

Если оси необходимо оставаться на месте при отключении питания, серводвигателя со встроенным тормозом . можно рассмотреть возможность использования

При выборе тормоза следует учитывать:

• Вертикальная нагрузка

• Удерживающий крутящий момент

• Скорость двигателя

• Реакция тормоза

• Рабочий цикл

• Требования безопасности

Тормоз двигателя не следует рассматривать как единственную меру безопасности. Полная конструкция безопасности вертикальной оси должна включать механическую трансмиссию, контроллер, стратегию аварийной остановки и применимые требования к безопасности машины.

8. Выберите правильный тип двигателя.

Производители комплектующих роботов могут использовать разные архитектуры интегрированных сервоприводов в зависимости от оси.

Правильный выбор зависит от конкретной оси и условий эксплуатации.

9. Проверьте физическое место для установки

Одной из основных причин, по которой производители выбирают интегрированные серводвигатели, является уменьшение места, занимаемого отдельными компонентами двигателя и привода.

Однако интегрированный блок все равно должен соответствовать механической конструкции робота.

Перед заказом проверьте:

• Размер корпуса двигателя

• Общая длина двигателя

• Диаметр вала

• Длина вала

• Монтажные размеры

• Положение разъема

• Направление выхода кабеля

• Размеры коробки передач

• Размеры тормоза

• Доступное пространство для охлаждения

В случае компактных роботов-сборщиков даже небольшое изменение длины двигателя или положения разъема может повлиять на механическую конструкцию.

10. Учитывайте операционную среду

Рабочая среда может существенно повлиять на выбор серводвигателя.

Для роботов-комплектовщиков на складе двигатель может работать в относительно чистых помещениях. Другие системы могут подвергаться воздействию пыли, влаги, процессов очистки или колебаний температуры.

В зависимости от применения покупатели должны оценить:

• IP-защита

• Рабочая температура

• Воздействие пыли

• Влага

• Требования к очистке

• Непрерывная работа

• Тепловыделение

В сложных условиях встроенный серводвигатель IP65 может обеспечить более высокий уровень защиты, чем стандартная открытая конструкция, при условии, что вся установка поддерживает необходимый уровень защиты.

11. Оценка тепловых характеристик при непрерывном сборе

Робот-комплектовщик может работать непрерывно в течение длительного времени. Частое ускорение, замедление и повторяющиеся движения с высокой нагрузкой могут привести к повышению температуры двигателя.

Термическая оценка должна включать:

• Непрерывный крутящий момент

• Пиковый крутящий момент

• Рабочий цикл

• Температура окружающей среды

• Условия установки двигателя

• Эффективность коробки передач

• Тепловыделение

• Продолжительность перегрузки

Двигатель следует выбирать на основе фактического профиля движения, а не просто его номинальной мощности.

Для приложений с большим циклом полезно протестировать двигатель при ожидаемой реальной нагрузке, скорости, ускорении и рабочем цикле . перед завершением проектирования

12. Проверьте параметры связи и управления.

Часто выбирают встроенный серводвигатель EtherCAT, поскольку роботу требуется скоординированное управление сетью. Однако для более широкой платформы продукта могут также потребоваться различные варианты связи в зависимости от архитектуры машины.

Например, интегрированная сервоплатформа JKONGMOTOR включает в себя такие конфигурации управления и связи, как:

• Пульс

• RS485 / Modbus-RTU

• CANopen

• EtherCAT

Это дает машиностроителям гибкость при проектировании различных платформ роботов или интеграции вспомогательных осей.

Для робота-комплектовщика EtherCAT ключевой вопрос заключается в том, соответствуют ли интерфейс связи, функции управления и электрические соединения выбранного двигателя контроллеру робота.

13. Перед окончательным выбором рассмотрите возможность индивидуальной настройки OEM.

Стандартные спецификации — это лишь часть процесса выбора производителя роботов-комплектовщиков. Механическая настройка может быть не менее важной.

В зависимости от проекта OEM-адаптация может включать в себя:

• Диаметр и длина вала

• шпоночный паз

• Плоский вал

• Полый вал

• Поперечный вал

• Коробка передач

• Тормоз

• Кодер

• Разъем

• Длина кабеля

• Конфигурация монтажа

• IP-защита

Это может быть особенно полезно, когда двигатель должен вписаться в существующую роботизированную руку, захват, подъемный механизм или компактное шасси.

Для машиностроителей, разрабатывающих нового робота-комплектовщика, зачастую более эффективно обсуждать двигатель, привод, коробку передач, энкодер, интерфейс связи и механический интерфейс вместе, а не выбирать каждый компонент отдельно.

14. Используйте полный профиль движения, чтобы принять окончательное решение.

Надежный выбор должен основываться на полном цикле движения.

Например:

Выбрать → Поднять → Ускорить → Переместить → Замедлить → Разместить → Возврат.

Для каждого этапа определите:

1. Нагрузка

2. Требуемый крутящий момент

3. Требуемая скорость

4. Ускорение

5. Требование к позиционированию

6. Рабочий цикл

7. Передаточное число

8. Требования к кодировщику

9. Требование к связи

10. Условия окружающей среды

Такой подход предотвращает распространенную ошибку выбора: выбор двигателя только по номинальной мощности или полезной нагрузке..

Контрольный список выбора встроенного серводвигателя EtherCAT

Перед подтверждением заказа производитель комплектовочного робота может использовать следующий контрольный список:

Почему стоит работать с JKONGMOTOR Выбираете серводвигатель робота ?

Для производителей роботов двигатель является лишь частью системы управления движением. Практическая цель — создать согласованное решение двигатель + привод + энкодер + трансмиссия + связь..

JKONGMOTOR предлагает интегрированные конфигурации серводвигателей, отвечающие различным требованиям к движению робота, включая встроенные шаговые серводвигатели, серводвигатели с редуктором, серводвигатели BLDC, решения для линейного перемещения, двигатели со встроенным тормозом и другие индивидуальные конфигурации..

Подход OEM/ODM также позволяет адаптировать конфигурацию двигателя к механическим и электрическим требованиям машины.

Для нового проекта комплектовочного робота покупатели могут указать полезную нагрузку, тип оси, скорость, ускорение, передаточное число коробки передач, расстояние перемещения, рабочий цикл, монтажные размеры и требования к контроллеру/коммуникации . Эти параметры обеспечивают практическую отправную точку для выбора подходящего серводвигателя со встроенным EtherCAT.

Заключительный вывод

Правильный серводвигатель со встроенным EtherCAT для робота-комплектовщика следует выбирать в соответствии со всей системой движения, а не просто с учетом мощности двигателя.

Наиболее важными факторами являются крутящий момент, скорость, ускорение, обратная связь с энкодером, совместимость с EtherCAT, требования к коробке передач, требования к тормозам, тепловые характеристики, пространство для установки, защита окружающей среды и настройка OEM..

Когда эти факторы оцениваются вместе, встроенный серводвигатель можно лучше адаптировать к каждой оси робота, одновременно помогая упростить проводку, снизить требования к шкафу и поддержать скоординированное многоосное движение.

Где интегрированные серводвигатели EtherCAT подходят для складской робототехники

Складская робототехника больше не ограничивается простой автоматизацией конвейеров. На современных складах используются роботы-сборщики, AMR, системы AS/RS, паллетные челноки, сортировочное оборудование, роботизированные руки и автоматизированные подъемные механизмы для перемещения, идентификации, комплектации, хранения и извлечения продуктов.

Эти машины требуют скоординированного движения по нескольким осям. может Встроенный серводвигатель EtherCAT объединить двигатель, привод, энкодер и интерфейс связи в реальном времени в компактный блок управления движением, что делает его пригодным для складского оборудования, где важны пространство, синхронизация, проводка и производительность позиционирования.

Для производителей оборудования ключевым вопросом является не просто возможность использования серводвигателя EtherCAT в складской робототехнике, а то, где он обеспечивает наибольшую практическую ценность в архитектуре машины..

1. Выбор роботов

Роботы-комплектовщики — одно из наиболее прямых применений интегрированных серводвигателей EtherCAT.

Типичному роботу-сборщику может потребоваться координировать:

• Роботизированные суставы рук

• Вращение запястья

• Движение захвата

• Вертикальный подъем

• Расположение конвейера

• Передача продукта

В течение одного цикла комплектования роботу может потребоваться быстро переместиться в заданное место, замедлиться для точного позиционирования, привести в действие захват, а затем вернуться в исходное положение.

Встроенный серводвигатель EtherCAT может поддерживать этот тип многоосного скоординированного движения, одновременно уменьшая количество отдельных компонентов привода, установленных в шкафу управления.

Для компактных роботизированных манипуляторов также можно рассмотреть встроенные серводвигатели с планетарным редуктором, когда требуется более высокий выходной крутящий момент в ограниченном пространстве для установки.

2. AMR и складские мобильные роботы

Автономные мобильные роботы (AMR) все чаще используются для:

• Перевозка грузов

• Выполнение заказа

• Доставка от полки к человеку

• Перевозка контейнеров

• Погрузочно-разгрузочные работы

• Пополнение склада

Система привода требует контролируемой скорости, направления, ускорения и замедления колес.

Встроенные серводвигатели позволяют объединить двигатель и электронику в компактный модуль, сокращая количество проводов между двигателем и внешним приводом.

Для мобильных складских роботов можно выбрать сервопривод постоянного тока, сервопривод BLDC, сервопривод с редуктором или специализированные конфигурации сервоприводов AGV/AMR , в зависимости от крутящего момента колес, веса транспортного средства, скорости, напряжения аккумулятора и архитектуры управления.

Там, где требуется функциональная безопасность, конфигурации сервоприводов с функциональностью, связанной с STO, могут рассматриваться как часть общей конструкции безопасности машины.

3. Краны-штабелеры AS/RS

Автоматизированные системы хранения и поиска (AS/RS) используют краны-штабелеры для хранения и извлечения товаров со складов с высокой плотностью размещения.

Типичный кран-штабелер может иметь несколько важных осей движения:

Горизонтальное перемещение → Вертикальный подъем → Движение вилки

Каждая ось имеет разные требования.

Горизонтальное перемещение

Ось перемещения требует контролируемого ускорения, замедления и позиционирования для точного перемещения крана-штабелера вдоль складских проходов.

Вертикальный подъем

Подъемная ось должна выдерживать значительные механические нагрузки и может потребовать более высокого крутящего момента, подходящей передачи и функциональности тормоза.

Вилка оси

Вилочный механизм требует повторяемого позиционирования для вставки и извлечения поддонов или контейнеров для хранения.

EtherCAT может быть особенно полезен, когда эти оси должны работать как часть скоординированной системы управления движением.

4. Четырехходовые челноки для поддонов

Четырехходовые челноки для поддонов требуют компактных и управляемых систем привода, поскольку транспортному средству необходимо перемещаться по узким каналам хранения.

В зависимости от конструкции машины встроенные серводвигатели могут использоваться для:

• Движение вперед и назад

• Боковое движение

• Подъемные механизмы

• Позиционирование поддонов

• Вспомогательные механические функции

Компактная интегрированная архитектура сервопривода может помочь уменьшить количество внешней проводки и упростить установку внутри шаттла.

Для применений, требующих высоких передаточных чисел или компактной трансмиссии, конфигурации интегрированного сервопривода с редуктором могут быть оценены в соответствии с требуемым крутящим моментом колеса и механической конструкцией.

5. Конвейерные и передаточные системы

Автоматизация склада во многом зависит от конвейеров и передаточных механизмов.

Эти системы могут транспортировать:

• Картонные коробки

• сумки

• Контейнеры

• Посылки

• Поддоны

• Отдельные продукты

Конвейеры с сервоуправлением могут требовать точного регулирования скорости и синхронизации с оборудованием, расположенным выше и ниже по потоку.

Встроенный серводвигатель EtherCAT можно использовать там, где конвейеру требуется скоординированное управление с другими осями или машинами.

Например:

Система технического зрения → Робот-сборщик → Конвейер → Сортировщик → Упаковочная станция

Когда эти машины обмениваются информацией о положении и времени через общую архитектуру автоматизации, координированное движение становится проще реализовать.

6. Автоматизированное сортировочное оборудование.

Высокоскоростные системы сортировки должны перемещать продукцию в соответствии с пунктом назначения, размером, порядком или другими критериями идентификации.

Приложения могут включать в себя:

• Поперечные ленточные сортировщики

• Выдвижные сортировщики обуви

• Системы сортировки посылок

• Диверторы

• Роторные сортировочные механизмы

• Трансферные модули

Сортировочные механизмы часто выполняют повторяющиеся движения с относительно высокой частотой цикла. Поэтому двигателю необходимы подходящие скорость, ускорение, реакция на позиционирование и тепловые характеристики.

В зависимости от механизма сервопривод BLDC, сервопривод BLDC с планетарным редуктором или встроенные шаговые серводвигатели . можно рассмотреть

Окончательный выбор должен основываться на фактической нагрузке, времени цикла, крутящем моменте и механической передаче.

7. Роботизированная рука и исполнительные механизмы

Складские роботы-манипуляторы могут выполнять:

• Сбор мусора

• Сбор картонных коробок

• Паллетирование

• Депаллетизация

• Сортировка предметов

• Обработка дел

Различные соединения имеют разные механические требования.

Ось запястья может потребовать компактных размеров и быстрого реагирования, тогда как сустав руки большего размера может потребовать более высокого выходного крутящего момента.

Здесь различные интегрированные конфигурации сервоприводов могут быть согласованы с разными осями.

Интегрированные шаговые серводвигатели можно рассматривать для задач повторяемого позиционирования.

Встроенные серводвигатели с планетарным редуктором можно рассматривать, когда требуется более высокий выходной крутящий момент и компактная трансмиссия.

Серводвигатели со встроенным тормозом могут быть оценены для вертикальных осей, где требуется контролируемое удержание.

8. Автоматизированное подъемное и вертикальное транспортное оборудование.

Вертикальное движение требует дополнительного рассмотрения: гравитации.

В складских системах могут использоваться сервоприводные механизмы для:

• Подъемные столы

• Вертикальные конвейеры

• Робот Z-оси

• Складские лифты

• Вилочные механизмы

• Вертикальные передаточные устройства

Эти приложения могут потребовать более высокого крутящего момента на низкой скорости и контролируемого удержания при остановке системы.

Серводвигатель со встроенным тормозом можно рассмотреть, когда механическая конструкция требует функции удержания со стороны двигателя.

Однако тормоз следует оценивать вместе с коробкой передач, механической нагрузкой, системой безопасности, стратегией аварийной остановки и применимыми требованиями безопасности машины.

9. Системы комплектования товаров к человеку

На складах «товар-к-человеку» продукты или контейнеры для хранения автоматически транспортируются к оператору или роботизированной станции комплектования.

Система может включать в себя:

Склад → Мобильный робот → Конвейер → Станция комплектации → Выполнение заказов.

Каждый этап требует контролируемого движения и точного позиционирования.

Встроенные серводвигатели можно использовать в механизмах перемещения и позиционирования, где важны замкнутый контур управления и компактная установка.

EtherCAT становится особенно полезным, когда нескольким сервоосям необходимо обмениваться информацией о движении с центральным контроллером.

10. Автоматизированная упаковка и паллетирование

Комплектация склада не ограничивается получением товара. Многие системы также автоматизируют:

• Формирование корпуса

• Размещение продукта

• Обработка картонных коробок

• Упаковка

• Маркировка

• Паллетирование

• Депаллетизация

Этим машинам часто требуется несколько синхронизированных сервоосей.

Например, робот-укладчик паллет может координировать движение руки, вращение запястья, подъем и положение рабочего органа.

Интегрированная сервоархитектура на базе EtherCAT может помочь подключить эти оси движения к контроллеру станка, сохраняя при этом двигатель и электронику привода близко к механической оси.

11. Где подходят различные встроенные серводвигатели

Не каждому складскому роботу нужна одинаковая архитектура сервоприводов.

Таблицу следует рассматривать как отправную точку, а не как фиксированное правило выбора двигателя. Фактический выбор зависит от механической конструкции и режима работы.

12. Почему EtherCAT важен в складской робототехнике

Основным преимуществом EtherCAT в этих системах является не просто сам интерфейс связи. Его ценность заключается в обеспечении скоординированного управления промышленными перемещениями между несколькими устройствами и осями..

Складскому роботу может потребоваться координировать:

Контроллер → Сервоось 1 → Сервоось 2 → Сервоось 3 → Захват → Конвейер

Благодаря архитектуре на базе EtherCAT производитель станка может спроектировать систему перемещения на базе централизованного управления и синхронизированных сервоосей.

Это может быть особенно полезно для:

• Многоосные роботизированные руки

• Высокоскоростной сбор

• Скоординированный подъем и перемещение

• Сортировочные машины

• Упаковочные системы

• Системы паллетирования

• Автоматизированная обработка материалов

Для машиностроителей такая архитектура также может снизить потребность в отдельных шкафах приводов и обширной проводке между двигателями при использовании встроенных серводвигателей.

13. Что следует проверять производителям складских роботов

Прежде чем выбрать серводвигатель со встроенным EtherCAT, покупатели должны оценить полный рабочий профиль.

Механические требования

• Полезная нагрузка

• Инерция нагрузки

• Передаточное число

• Конфигурация вала

• Монтажные размеры

• Доступное место для установки

Требования к движению

• Номинальная скорость

• Максимальная скорость

• Номинальный крутящий момент

• Пиковый крутящий момент

• Ускорение

• Замедление

• Точность позиционирования

• Рабочий цикл

Требования к контролю

• Совместимость с EtherCAT

• Совместимость контроллера

• Разрешение энкодера

• Многоосевая синхронизация

• Сетевая архитектура

Экологические требования

• IP-защита

• Температура окружающей среды

• Пыль

• Влага

• Непрерывная работа

• Тепловыделение

Требования к настройке

• Диаметр и длина вала

• Шпоночный паз или плоский

• Полый вал

• Коробка передач

• Тормоз

• Кодер

• Разъем

• Кабель

• Монтажная конструкция

14. Почему интегрированная сервоархитектура подходит для современной автоматизации складов

Традиционные сервосистемы часто разделяют двигатель, привод, обратную связь с энкодером и компоненты связи..

Встроенный серводвигатель объединяет несколько этих функций в одном компактном блоке.

Для складской робототехники такая архитектура может дать практические преимущества:

Меньше проводов между двигателем и приводом

Электроника привода интегрирована с двигателем, что сокращает количество внешних подключений.

Меньшие шкафы управления

Некоторое оборудование, связанное с приводом, может перемещаться из шкафа ближе к механической оси.

Более простая интеграция с машиной

Функции двигателя, привода, энкодера и связи могут быть реализованы как один модуль управления движением.

Гибкая конфигурация осей

Для разных механизмов робота можно выбрать различные конфигурации сервоприводов и редукторов.

Более простая адаптация OEM

Механические и электрические интерфейсы можно настроить под конкретное складское оборудование.

Заключительный вывод

Интегрированные серводвигатели EtherCAT подходят для различных областей складской робототехники : от роботов-сборщиков и AMR до кранов-штабелеров AS/RS, четырехходовых паллетных челноков, конвейеров, сортировщиков, роботизированных манипуляторов, подъемных систем и автоматизированного упаковочного оборудования.

Ключевым моментом является соответствие конфигурации двигателя конкретной оси.

Для высокоточного позиционирования может подойти встроенный шаговый сервопривод. Для более высокого выходного крутящего момента можно рассмотреть сервопривод с планетарной передачей. Для вертикального перемещения может потребоваться конфигурация со встроенным тормозом. Для высокоскоростной сортировки и динамичного перемещения можно оценить конфигурации сервопривода BLDC.

Для производителей складского оборудования наиболее важными критериями выбора остаются крутящий момент, скорость, ускорение, обратная связь с энкодером, требования к коробке передач, совместимость связи, тепловые характеристики, пространство для установки, защита окружающей среды и индивидуальная настройка OEM..

Интегрированная платформа серводвигателей JKONGMOTOR обеспечивает различные конфигурации для этих требований к движению, что позволяет производителям машин разрабатывать более компактную и ориентированную на конкретные приложения архитектуру управления движением для современной складской робототехники.

Почему OEM-индивидуализация может иметь значение

Стандартные двигатели из каталога полезны для многих применений, но производители роботизированного оборудования часто предъявляют требования, которые не полностью соответствуют стандартным продуктам.

Например, производителю робота может потребоваться определенная схема монтажа, длина вала, тип энкодера, разъем, ориентация кабеля или передаточное число коробки передач.

Поставщик интегрированного серводвигателя OEM/ODM может разработать двигатель вокруг машины, вместо того, чтобы заставлять машину устанавливать стандартный двигатель.

Типичный процесс настройки может включать в себя:

Анализ применения → Выбор двигателя → Механическая конструкция → Конфигурация сервопривода и энкодера → Прототип → Испытание → Валидация → Серийное производство

Этот подход особенно ценен для производителей роботов, разрабатывающих оборудование для крупномасштабного внедрения.

Заключение: EtherCAT и интегрированная сервотехнология для роботов-комплектовщиков

Роботы-сборщики требуют не только высокой мощности двигателя. Им необходимы быстрая реакция, точное позиционирование, синхронизированное многоосное движение, надежная обратная связь, компактная механическая интеграция и надежная связь..

Интегрированный серводвигатель EtherCAT отвечает нескольким из этих требований, объединяя двигатель, сервопривод, энкодер и интерфейс связи в реальном времени в компактном блоке управления движением.

Для производителей роботов эта архитектура может помочь снизить сложность проводки, упростить установку, улучшить многоосную координацию и поддержать более быстрые повторяющиеся движения.

Наиболее важным фактором по-прежнему остается полный профиль движения. Крутящий момент двигателя, скорость, разрешение энкодера, инерция, передаточное число редуктора, тепловые характеристики, совместимость связи и механические размеры следует оценивать вместе.

Для OEM-производителей роботизированного оборудования интегрированная платформа серводвигателей с EtherCAT-коммуникацией и настраиваемыми конфигурациями двигателя, энкодера, редуктора, тормоза и разъема может стать практической основой для разработки компактных и масштабируемых роботизированных систем комплектования заказов.

Часто задаваемые вопросы

1. Что такое интегрированный серводвигатель EtherCAT?

Встроенный серводвигатель EtherCAT объединяет двигатель, сервопривод, энкодер и интерфейс связи EtherCAT в компактный блок управления движением. Он предназначен для приложений, требующих управления движением с обратной связью и скоординированной работы между несколькими осями.

2. Где в складской робототехнике используются серводвигатели со встроенным EtherCAT?

Их можно использовать в комплектовочных роботах, AMR, кранах-штабелерах AS/RS, четырехходовых паллетных челноках, конвейерах, системах сортировки, роботизированных манипуляторах, подъемных механизмах и автоматизированном упаковочном оборудовании.

3. Почему встроенные серводвигатели EtherCAT подходят для роботов-комплектовщиков?

Они обеспечивают позиционирование с обратной связью, динамическое управление движением и сетевую связь в компактном корпусе. Это может помочь упростить архитектуру многоосных роботов и сократить количество проводов между двигателем и приводом.

4. Можно ли использовать серводвигатели со встроенным EtherCAT для систем привода AMR и AGV?

Да. В зависимости от веса транспортного средства, крутящего момента колес, скорости, напряжения и требований к управлению можно рассмотреть возможность использования встроенного сервопривода постоянного тока, сервопривода BLDC, редукторного сервопривода или специализированных сервоприводов AGV/AMR.

5. Какой встроенный серводвигатель подходит для подъемных осей AS/RS?

Встроенный серводвигатель с редуктором может подойти, когда подъемная ось требует более высокого выходного крутящего момента. Конфигурацию со встроенным тормозом также можно рассмотреть, когда механическая конструкция требует контролируемого удержания вертикальной нагрузки.

6. Могут ли встроенные серводвигатели EtherCAT управлять несколькими осями складского робота?

Да. EtherCAT можно использовать в архитектурах многоосного движения, где контроллер координирует такие функции, как движение руки робота, вращение запястья, подъем, захваты, конвейеры или другие сервооси.

7. Что следует учитывать при выборе серводвигателя со встроенным EtherCAT?

Ключевые факторы включают номинальный и пиковый крутящий момент, скорость, ускорение, инерцию нагрузки, требования к расположению, разрешение энкодера, передаточное число редуктора, требования к тормозам, совместимость с EtherCAT, рабочий цикл, температурные условия, защиту IP и механические установочные размеры.

8. Доступны ли встроенные серводвигатели с редуктором EtherCAT для автоматизации склада?

Да. Конфигурации с планетарной и червячной передачей можно рассматривать для применений, требующих более высокого выходного крутящего момента, снижения скорости, компактной трансмиссии или особых механических устройств.

9. Можно ли адаптировать встроенный серводвигатель EtherCAT для складского оборудования?

В зависимости от производителя и требований проекта, персонализация может включать размеры вала, шпоночные пазы, конфигурацию монтажа, редуктор, тормоз, энкодер, разъемы, кабели и степень защиты IP.

10. Как выбрать серводвигатель со встроенным EtherCAT для проекта складской робототехники?

Начните с типа оси, полезной нагрузки, требуемой скорости, ускорения, крутящего момента, рабочего цикла, передаточного числа, требований к расположению, архитектуры связи, места для установки и рабочей среды. Эти параметры затем можно использовать для определения подходящего двигателя, энкодера, редуктора и конфигурации связи.