Kā izvēlēties BLDC motorus robotu ieročiem?

Mūsdienu robotizētajām rokām ir nepieciešams liels griezes moments, precīza pozicionēšana, kompakti izmēri, energoefektivitāte un ilgs kalpošanas laiks . Neatkarīgi no tā, vai to izmanto rūpnieciskajā automatizācijā, sadarbības robotos, medicīnas iekārtās, laboratorijas sistēmās vai autonomos servisa robotos, katram savienojumam izvēlētais motors tieši ietekmē kopējo veiktspēju.

Starp dažādiem kustības risinājumiem, Zobu bezsuku līdzstrāvas motori (Geared BLDC Motors) ir kļuvuši par vienu no visplašāk izmantotajām izvēlēm, jo ​​tie apvieno bezsuku motora efektivitāti ar precīzās pārnesumkārbas griezes momenta pavairošanu.

Šajā rokasgrāmatā ir paskaidrots, kā inženieri un iepirkumu speciālisti var izvēlēties pareizo BLDC motoru robotu roku lietojumiem, vienlaikus izceļot galvenās tehniskās specifikācijas, kas ietekmē veiktspēju, uzticamību un sistēmas integrāciju.

Kāpēc BLDC motori ir ideāli piemēroti robotu ieročiem

Robotu rokai parasti ir nepieciešams:

• Augsts izejas griezes moments

• Vienmērīga zema ātruma darbība

• Precīza pozicionēšana

• Zema apkope

• Kompakta uzstādīšanas vieta

• Ilgs ekspluatācijas mūžs

ir BLDC motors ar zobratu integrēts bezsuku motors ar pārnesumkārbu, ļaujot sistēmai nodrošināt ievērojami lielāku griezes momentu, vienlaikus saglabājot izcilu efektivitāti un vadāmību.

Salīdzinājumā ar tradicionālajiem suku motoriem, BLDC motori ar piedziņu piedāvā:

Šīs priekšrocības padara BLDC motorus īpaši piemērotus robotizētām roku locītavām, kurām katru dienu jāveic tūkstošiem atkārtotu kustību.

Besfoc BLDC motori ar pārnesumu

Besfoc Stepper motoru sistēma Pielāgots pakalpojums

Besfoc vārpsta Pielāgots pakalpojums

1. darbība: aprēķiniet nepieciešamo savienojuma griezes momentu

Griezes moments ir vissvarīgākais parametrs, izvēloties motoru robotu rokai.

Nepieciešamais griezes moments ir atkarīgs no:

• Kravas svars

• Roku garums

• Kopīgā pozīcija

• Paātrinājuma profils

• Kustības trajektorija

• Drošības faktors

Dažādiem savienojumiem ir atšķirīgas griezes momenta prasības.

Pamatnes savienojums

Pamatnes savienojums atbalsta visu robotizēto konstrukciju un parasti prasa vislielāko griezes momentu.

Pleca locītava

Plecs bieži piedzīvo ievērojamas dinamiskas slodzes un prasa spēcīgu griezes momentu.

Elkoņa locītava

Elkonis līdzsvaro griezes momenta un ātruma prasības.

Plaukstas locītava

Plaukstas locītava parasti dod priekšroku precizitātei, atsaucībai un kompaktajam izmēram, nevis maksimālajam griezes momentam.

Lai nodrošinātu uzticamu darbību, inženieri parasti iekļauj drošības rezervi par 30–50 % virs aprēķinātajām nepārtrauktā griezes momenta prasībām.

2. darbība: saskaņojiet motora ātrumu ar lietojumprogrammas prasībām

Robotu roku lietojumi ievērojami atšķiras pēc ātruma prasībām.

Ātrgaitas lietojumprogrammas

Piemēri:

• Pick-and-place roboti

• Iepakojuma automatizācija

• Šķirošanas sistēmas

Šīm lietojumprogrammām ir nepieciešams ātrs paātrinājums un liels izvades ātrums.

Precizitātes lietojumprogrammas

Piemēri:

• Medicīniskā robotika

• Pusvadītāju iekārtas

• Laboratorijas automatizācija

Šajās sistēmās prioritāte ir pozicionēšanas precizitāte un kustības stabilitāte, nevis maksimālais ātrums.

Motora un pārnesumkārbas kombinācijai ir jānodrošina atbilstošs līdzsvars starp ātrumu un griezes momentu.

3. darbība: atlasiet atbilstošo pārnesumu samazināšanas attiecību

Pārnesumkārba nosaka, kā motora ātrums tiek pārveidots izmantojamā izejas griezes momentā.

Parastie pārnesumu skaitļi ietver:

• 3:1

• 5:1

• 10:1

• 20:1

• 30:1

• 50:1

• 100:1

Apakšējās pārnesumu attiecības

Ieguvumi:

• Lielāks ātrums

• Ātrāka atbilde

• Labāk piemērota vieglām robotu rokām

Augstākas pārnesumu attiecības

Ieguvumi:

• Augstāks griezes moments

• Uzlabota kravnesība

• Uzlabota pozicionēšanas kontrole

Robotu roku locītavām pareiza samazināšanas pakāpes izvēle bieži ir svarīgāka nekā vienkārša lielāka motora izvēle.

4. darbība: izvēlieties pareizo pārnesumkārbas veidu

Pārnesumkārbai ir izšķiroša nozīme robotizētās rokas griezes momenta, precizitātes, efektivitātes un vispārējās veiktspējas noteikšanā. Atbilstoša pārnesumkārbas veida izvēle palīdz nodrošināt vienmērīgu kustību un uzticamu darbību.

Planētu pārnesumkārbas

Planetārās pārnesumkārbas tiek plaši izmantotas robotu rokās, pateicoties to kompaktajai konstrukcijai un lielajai griezes momenta jaudai.

Priekšrocības:

• Augsts griezes momenta blīvums

• Kompakts izmērs

• Augsta efektivitāte

• Zemas pretdarbības iespējas

• Ilgs kalpošanas laiks

Piemērots:

• Rūpnieciskie roboti

• Sadarbības roboti

• Automatizētas iekārtas

Daudzus BLDC motorus, tostarp piedāvātos risinājumus BesFoc , var savienot pārī ar planētu pārnesumkārbām, lai nodrošinātu griezes momenta, precizitātes un izturības līdzsvaru robotizētu savienojumu lietojumos.

Spur ātrumkārbas

Spur pārnesumkārbām ir vienkāršs un ekonomisks dizains.

Priekšrocības:

• Ekonomisks

• Viegli kopjams

• Piemērots vieglas slodzes lietojumiem

Piemērots:

• Izglītojošie roboti

• Servisa roboti

• Pamata automatizācijas sistēmas

Harmoniskās pārnesumkārbas

Harmoniskās pārnesumkārbas ir paredzētas lietojumiem, kuriem nepieciešama ārkārtīgi augsta pozicionēšanas precizitāte.

Priekšrocības:

• Ļoti zema pretreakcija

• Augsta precizitāte

• Kompakta struktūra

Piemērots:

• Medicīniskie roboti

• Precīza automatizācija

• Augstākās klases robotu rokas

Pārnesumkārbas veids jāizvēlas atbilstoši robotizētās rokas vajadzīgajam griezes momentam, ātrumam, precizitātei un budžetam. Lielākajai daļai rūpniecisko un sadarbības robotu lietojumu planētu BLDC motori piedāvā lielisku veiktspējas un uzticamības kombināciju.

5. darbība. Apsveriet pretdarbības prasības

Pretstrāde tieši ietekmē robotu roku pozicionēšanas precizitāti.

Pārmērīga pretdarbība var izraisīt:

• Pozicionēšanas kļūdas

• Samazināta atkārtojamība

• Kustības nestabilitāte

• Zemāka montāžas precizitāte

Ieteicamās pretreakcijas vērtības:

Robotizētiem savienojumiem, kuriem nepieciešama vienmērīga un precīza kustība, bieži vien priekšroka tiek dota planetārajām pārnesumkārbām ar zemu pretestību.

6. darbība. Novērtējiet kodētāja un atsauksmju prasības

Precīza atgriezeniskā saite ir būtiska robotu rokām, kurām nepieciešama precīza pozicionēšana, vienmērīga kustība un uzticama atkārtojamība. Kodētāji nodrošina reāllaika informāciju par motora stāvokli un ātrumu, nodrošinot slēgta cikla vadību un ātrumu, nodrošinot slēgta cikla vadību.

Kopējās kodētāja opcijas

• Hall sensori – pamata ātruma un komutācijas atgriezeniskā saite.

• Inkrementālie kodētāji – piemēroti precīzai pozīcijas un ātruma kontrolei.

• Magnētiskie kodētāji – kompakti, izturīgi un izturīgi pret putekļiem un vibrācijām.

• Absolūtais kodētājs — sniedz precīzu informāciju par atrašanās vietu pat pēc strāvas zuduma.

Kāpēc kodētāja atsauksmes ir svarīgas

Ar kodētāju aprīkoti BLDC motori palīdz uzlabot:

• Pozicionēšanas precizitāte

• Kustības stabilitāte

• Atkārtojamība

• Ātruma regulēšana

• Vairāku asu sinhronizācija

Šīs priekšrocības ir īpaši svarīgas robotu rokās, ko izmanto montāžai, pārbaudei, medicīnas ierīcēm un sadarbības robotikai.

Pareizā atsauksmju risinājuma izvēle

Nepieciešamais kodētāja veids ir atkarīgs no lietojumprogrammas precizitātes prasībām. Lai veiktu pamata darbības, var būt nepieciešama tikai vienkārša atgriezeniskā saite, savukārt augstas precizitātes robotizētiem savienojumiem precīzai kustības kontrolei bieži ir nepieciešami augstas izšķirtspējas kodētāji.

Daudzi BesFoc BLDC motori atbalsta kodētāja integrāciju, ļaujot robotu sistēmu dizaineriem sasniegt vadības un pozicionēšanas veiktspējas līmeni, kas nepieciešams dažādiem robotu roku lietojumiem.

7. darbība. Nosakiet prioritāti efektivitātei un enerģijas patēriņam

Efektivitāte ietekmē gan ekspluatācijas izmaksas, gan siltuma veiktspēju.

Augstas efektivitātes BLDC motori ar pārnesumu nodrošina:

• Mazāks enerģijas patēriņš

• Samazināta siltuma ražošana

• Ilgāks darbības mūžs

• Uzlabota akumulatora veiktspēja mobilajos robotos

Tas ir īpaši svarīgi:

• Autonomi mobilie roboti

• Servisa roboti

• Sadarbības roboti

• Nepārtrauktas ražošanas sistēmas

8. darbība. Novērtējiet siltuma veiktspēju

Robotu ieroči bieži darbojas nepārtraukti prasīgās vidēs.

Motora pārkaršana var izraisīt:

• Samazināta efektivitāte

• Priekšlaicīgs komponentu nodilums

• Negaidīta dīkstāve

Svarīgi apsvērumi ietver:

• Nepārtrauktas strāvas reitings

• Maksimālais strāvas vērtējums

• Apkārtējā darba temperatūra

• Dzesēšanas spēja

Pareiza izmēra motoram ir jāuztur stabila veiktspēja maksimāli paredzamajos darbības apstākļos.

9. darbība: ņemiet vērā vietas un svara ierobežojumus

Robotu roku dizains arvien vairāk koncentrējas uz sistēmas kopējā svara samazināšanu.

Kompakto motoru konstrukciju priekšrocības ietver:

• Ātrāks paātrinājums

• Samazināta inerce

• Mazāks enerģijas patēriņš

• Uzlabota dinamiskā veiktspēja

Tas ir īpaši svarīgi:

• Sadarbības roboti

• Servisa roboti

• Medicīniskās robotu sistēmas

• Daudzasu robotizētās rokas

Kādas funkcijas jums vajadzētu meklēt pie BLDC motora piegādātāja?

Izvēloties BLDC motoru ar pārnesumu, ir svarīgi novērtēt ne tikai motora specifikācijas, bet arī pieejamās pielāgošanas iespējas.

Robotu roku projektiem ražotāji, kas piedāvā plašu motora un pārnesumkārbas konfigurāciju klāstu, var vienkāršot sistēmas izstrādi.

Tipiskās opcijas var ietvert:

• Vairāki rāmju izmēri

• Planētu pārnesumkārbas konfigurācijas

• Spur ātrumkārbas iespējas

• Dažādi pārnesumu samazināšanas rādītāji

• Integrēti kodētāju risinājumi

• Pielāgoti vārpstas dizaini

• Sprieguma pielāgošana

• Pielietojumam specifiskas tinumu konstrukcijas

Piemēram, tādi ražotāji kā BesFoc piedāvā bezsuku līdzstrāvas motoru risinājumus, kas aptver vairākus motoru diametrus, pārnesumkārbas konfigurācijas un samazināšanas koeficientus. Šīs opcijas ļauj inženieriem pielāgot motora veiktspēju konkrētajam robotizēto roku savienojumu griezes momentam, ātrumam un telpas prasībām, būtiski nepalielinot sistēmas sarežģītību.

Tā vietā, lai izvēlētos universālu motoru, daudzi robotikas izstrādātāji gūst labumu, izvēloties konfigurējamas BLDC platformas, kuras var optimizēt dažādām asīm vienā robotu rokā.

Kā BesFoc BLDC motori var atbalstīt robotu roku lietojumprogrammas

Novērtējot robotizētām sistēmām paredzētus BLDC motorus, inženieri parasti koncentrējas uz četrām galvenajām prasībām:

1. Augsta griezes momenta izvade

2. Kompakti izmēri

3. Precīza kustību kontrole

4. Ilgtermiņa uzticamība

BesFoc bezsuku līdzstrāvas motoru portfelis atbilst šīm prasībām, izmantojot:

• Kompakta motora konstrukcija, kas piemērota ierobežotas vietas robotu savienojumiem

• Vairākas planetārās pārnesumkārbas iespējas griezes momenta optimizēšanai

• Dažādi samazināšanas koeficienti, kas atbilst ātruma un slodzes prasībām

• Zema trokšņa līmeņa darbība sadarbības un pakalpojumu robotiem

• Ilgmūžīga bezsuku motora tehnoloģija

• Kodētāja saderība slēgta cikla pozicionēšanas lietojumprogrammām

• Pielāgojamas elektriskās un mehāniskās konfigurācijas

Šīs īpašības padara BLDC motorus piemērotus robotiem, piemēram:

• Rūpnieciskās robotizētās rokas

• Sadarbības roboti (Cobots)

• Medicīniskās automatizācijas sistēmas

• Laboratorijas robotika

• Pārbaudes roboti

• Izglītības robotikas platformas

• Servisa un piegādes roboti

Precīzai motora izvēlei vienmēr jābūt balstītai uz lietojumam specifiskiem aprēķiniem, kas ietver griezes momentu, ātrumu, darba ciklu un pozicionēšanas prasības.

Izplatītas robotu roku lietojumprogrammas BLDC motoriem

Rūpnieciskā automatizācija

• Montāžas roboti

• Metināšanas roboti

• Iepakošanas aprīkojums

• Materiālu apstrādes sistēmas

Sadarbības robotika

• Cilvēka un mašīnas sadarbība

• Elastīgas ražošanas šūnas

Medicīniskais aprīkojums

• Ķirurģiskās palīdzības sistēmas

• Rehabilitācijas roboti

• Diagnostikas automatizācijas ierīces

Laboratorijas automatizācija

• Paraugu apstrādes roboti

• Precīzas dozēšanas sistēmas

Servisa robotika

• Piegādes roboti

• Viesmīlības roboti

• Mazumtirdzniecības automatizācijas sistēmas

Zobrata BLDC motora izvēles kontrolsaraksts

Pirms motora izvēles pabeigšanas pārbaudiet:

✔ Nepieciešamais nepārtraukts griezes moments

✔ Maksimālā griezes momenta prasības

✔ Izvades ātruma prasības

✔ Ātrumkārbas samazināšanas pakāpe

✔ Ātrumkārbas tips

✔ Pretstrāvas specifikācija

✔ Kodētāja izšķirtspēja

✔ Motora efektivitāte

✔ Termiskā veiktspēja

✔ Darba cikla saderība

✔ Uzstādīšanas vietas ierobežojumi

✔ Svara ierobežojumi

✔ Saziņas un kontroles prasības

✔ Uzticamības cerības

✔ Vides darbības apstākļi

Secinājums

Izvēloties pareizo Pārnesuma BLDC motoram robotizētai rokai ir rūpīgi jāizvērtē griezes moments, ātrums, pārnesumkārbas attiecība, pretdarbība, pozicionēšanas precizitāte, efektivitāte, termiskā veiktspēja un mehāniskā integrācija. Labi saskaņota motora un pārnesumkārbas kombinācija var ievērojami uzlabot robotizētās rokas precizitāti, produktivitāti un ilgtermiņa uzticamību.

Inženieriem, kas izstrādā rūpnieciskos, sadarbības, medicīniskos vai servisa robotus, konfigurējami risinājumi, piemēram, planētu BLDC motori ar kodētāja atgriezenisko saiti un vairākiem samazināšanas koeficientiem, nodrošina elastību, kas nepieciešama, lai optimizētu katru robotu savienojumu. Tādi ražotāji kā BesFoc piedāvā plašu bezsuku līdzstrāvas motoru iespēju klāstu, ko var pielāgot dažādām robotu roku arhitektūrām, palīdzot dizaineriem bez liekas sarežģītības sasniegt vēlamo griezes momenta, ātruma, kompaktuma un precizitātes līdzsvaru.

Izvēloties BLDC motoru ar piedziņu, pamatojoties uz faktiskajām pielietojuma prasībām, nevis vienkārši palielinot jaudas rādītājus, robotu roku sistēmas var panākt vienmērīgāku kustību, lielāku precizitāti, uzlabotu energoefektivitāti un ilgāku darbības laiku.

FAQ:

1. Kas ir BLDC motors ar pārnesumu un kāpēc to izmanto robotu rokās?

BesFoc Atbilde:
BLDC motors ar pārnesumu līdzstrāvas motors apvieno bezsuku līdzstrāvas motoru ar pārnesumkārbu, lai nodrošinātu lielāku griezes momentu pie mazākiem ātrumiem. Robotu rokās šī kombinācija nodrošina vienmērīgu kustību, precīzu vadību, kompaktu izmēru un ilgu kalpošanas laiku, padarot to ideāli piemērotu locītavu iedarbināšanas un pozicionēšanas uzdevumiem.

2. Kā noteikt nepieciešamo griezes momentu robotizētai rokas locītavai?

BesFoc atbilde:
nepieciešamais griezes moments ir atkarīgs no tādiem faktoriem kā lietderīgās kravas svars, rokas garums, savienojuma atrašanās vieta, paātrinājums un darbības apstākļi. Inženieriem jāaprēķina gan nepārtrauktas, gan maksimālās griezes momenta prasības un jāiekļauj atbilstoša drošības rezerve, lai nodrošinātu uzticamu darbību.

3. Kāda pārnesumkārbas attiecība ir vislabākā robotu roku lietojumiem?

BesFoc Atbilde:
Ideālā pārnesuma attiecība ir atkarīga no vēlamā ātruma un griezes momenta līdzsvara. Zemākas attiecības nodrošina ātrāku kustību, savukārt augstākas attiecības palielina griezes momentu un slodzes pārvietošanas spēju. BesFoc piedāvā vairākas pārnesumkārbas pārnesumkārbas, lai palīdzētu saskaņot motora veiktspēju ar īpašām robotu roku prasībām.

4. Kāpēc robotu rokās ir svarīga zema pretdarbība?

BesFoc atbilde:
zema pretstarte samazina kustības zudumu starp zobrata zobiem, uzlabojot pozicionēšanas precizitāti un atkārtojamību. Tas ir īpaši svarīgi robotu lietojumos, piemēram, montāžā, pārbaudē un precīzā apstrādē, kur precīza kustība tieši ietekmē veiktspēju.

5. Kāda veida pārnesumkārbu parasti izmanto robotu roku motoriem?

BesFoc Atbilde:
Planetārās pārnesumkārbas ir viena no visizplatītākajām izvēlēm, jo ​​tām ir augsts griezes momenta blīvums, kompakti izmēri, augsta efektivitāte un zema pretdarbība. Tie ir labi piemēroti rūpnieciskiem robotiem, sadarbības robotiem un automatizētām iekārtām.

6. Cik svarīga ir kodētāja atgriezeniskā saite robotu roku sistēmās?

BesFoc Atbilde:
Kodētāja atgriezeniskā saite ir būtiska slēgta cikla kustības kontrolei. Tas nodrošina precīzu pozicionēšanu, ātruma regulēšanu un atkārtojamu kustību. Atkarībā no lietojuma prasībām BesFoc BLDC motori var atbalstīt dažādas kodētāja opcijas, lai uzlabotu vadības veiktspēju.

7. Kādas sprieguma opcijas parasti ir pieejamas BLDC motoriem?

BesFoc atbilde:
BLDC motori ar pārnesumu parasti ir pieejami vairākos sprieguma nominālos, tostarp 12 V, 24 V, 36 V un 48 V konfigurācijās. Atbilstošais spriegums ir atkarīgs no robotizētās sistēmas jaudas arhitektūras un veiktspējas prasībām.

8. Kā motora efektivitāte ietekmē robotu roku veiktspēju?

BesFoc atbilde:
Augstāka motora efektivitāte samazina enerģijas patēriņu un siltuma ražošanu, vienlaikus uzlabojot kopējo sistēmas uzticamību. Tas ir īpaši svarīgi robotu rokām, kas darbojas nepārtraukti vai tiek darbinātas ar akumulatoriem mobilajās robotizētajās platformās.

9. Vai BLDC motorus var pielāgot dažādiem robotu roku dizainiem?

BesFoc atbilde:
Jā. BesFoc nodrošina dažādus motora izmērus, pārnesumkārbas konfigurācijas, samazināšanas koeficientus, kodētāja iespējas un mehāniskos pielāgojumus. Šīs opcijas ļauj inženieriem optimizēt veiktspēju dažādām robotu roku locītavām un lietojuma prasībām.

10. Kas jāņem vērā, izvēloties BLDC motora piegādātāju?

BesFoc atbilde:
Galvenie apsvērumi ietver produkta kvalitāti, pārnesumkārbas iespējas, pielāgošanas iespējas, tehnisko atbalstu, ražošanas konsekvenci un ilgtermiņa uzticamību. Piegādātājs ar plašu motora un pārnesumkārbas konfigurāciju var vienkāršot robotizētu sistēmu izstrādi un integrāciju.