سروو موتورها در ربات های صنعتی چه نقشی دارند؟

سروو موتورها در روبات های صنعتی چه نقشی دارند؟

سلام! به عنوان یک مشاور فنی با سال ها تجربه در زمینه رباتیک صنعتی، هر روز مشتریان از من می پرسند: "چرا ربات مونتاژ من همیشه یک قدم عقب تر است؟ آیا اشتباه انتخاب کردم؟سروو موتوردقیقاً چه چیزی ربات های صنعتی را قادر می سازد تا قطعات را با این دقت درک کنند؟

در واقع، سروو موتورها «عضلات و اعصاب» روبات‌های صنعتی هستند-بدون آنها، روبات‌ها فقط انبوهی از فولاد بی‌حرکت هستند. اشتباه را انتخاب کنید، و ربات تنبل می شود. دقیقاً چه چیزی ربات‌های صنعتی را قادر می‌سازد تا قطعات را با چنین دقتی در دست بگیرند؟» در حقیقت، موتورهای سروو به عنوان «عضلات و اعصاب» روبات‌های صنعتی عمل می‌کنند-بدون آنها، روبات‌ها فقط توده‌های فولادی بی‌حرکتی هستند؛ موارد اشتباه را انتخاب کنید و روبات‌ها یا به کندی حرکت می‌کنند یا دقت را از دست می‌دهند. نقش سروو موتورها در ربات های صنعتی و نحوه انتخاب مناسب ترین «عضلات ربات» با استفاده از چارچوب «مقاله 1»

مرحله 1: راهنمای عملی 8 مرحله ای برای درکسروو موتورنقش ها
ابتدا، "الزامات پروژه ربات صنعتی" خود را روشن کنید-با دانستن اینکه ربات چه کاری باید انجام دهد، نشان می دهد که سروو موتور باید چه کاری انجام دهد.
برای درک نقش سروو موتور، ابتدا باید تعیین کنید که آیا ربات صنعتی شما "بالا بردن سنگین" یا "کار دقیق" را انجام می دهد، زیرا این امر مستقیماً مسئولیت های سروو موتور را تعیین می کند:
مال شما چه "نوع" رباتی است؟
ربات‌های مونتاژ به عملیات دقیق «انتخاب-و-جایگزینی» نیاز دارند، که نیازمند سروو موتورهایی هستند که قادر به «کنترل حرکت ملایم و در عین حال دقیق» هستند. ربات‌های جابجایی مواد باید بارهای سنگین (50{4}}200 کیلوگرم) را جابجا کنند، که به موتورهای سروو برای ارائه «توان خروجی با شدت- بالا نیاز دارند.» ربات‌های جوشکاری به «ردیابی مسیر» پایدار نیاز دارند که به موتورهای سروو نیاز دارند که «سرعت ثابت و حرکت بدون انحراف» را تضمین کنند.

زمانی یک مشتری با استفاده از یک ربات مونتاژ قطعات تلفن همراه ساختسروو موتوراز ربات های حمل کننده مواد. موتورها قدرت بیش از حدی را ارائه می کردند و باعث حرکات بسیار شدید می شدند که به قطعات آسیب می رساند. پس از جابه‌جایی به سروو موتورهای کم قدرت{{3} و با دقت بالا، دقت گرفتن از 0.1 ± میلی‌متر به 0.02 ± میلی‌متر بهبود یافت و نرخ ضایعات قطعه را 80 درصد کاهش داد.

آیا از ربات خود به دقت نیاز دارید؟
برای ربات‌های مونتاژ تراشه در الکترونیک، دقت موقعیت‌یابی 0.005± میلی‌متر مورد نیاز است.سروو موتورs با "بازخورد موقعیت{0}سطح میکرون." ربات های جوشکاری خودرو فقط به دقت ± 0.1 میلی متر نیاز دارند، بنابراین دقت موتور مورد نیاز نسبتاً کمتر است. دقت بالاتر مستلزم "سیستم های بازخورد" موتور سروو پیشرفته تر است که هزینه ها را 30 تا 50 درصد افزایش می دهد. بر اساس نیازهای واقعی انتخاب کنید.

مرحله 2: ارزیابی "سروو موتورخواص مواد" - مواد تعیین کننده "استقامت" موتور و "کاربردهای مناسب"
مواد سروو موتور مانند "ترکیب عضلانی" یک ربات است که مستقیماً بر محیط های عملیاتی و استقامت آن تأثیر می گذارد. دو عامل اصلی مهم است:
مواد استاتور موتور/روتور
ترکیب اصلی "ورق های فولادی سیلیکونی + سیم مسی" است: نفوذپذیری مغناطیسی بالاتر در ورق های فولادی سیلیکونی، "بازده تبدیل توان" موتور را افزایش می دهد و تولید گرما را کاهش می دهد. سیم مسی با خلوص بالاتر رسانایی را بهبود می بخشد و خروجی توان پایدارتری را تضمین می کند.

از ورق‌های فولادی سیلیکونی درجه پایین- یا سیم مسی با سطوح ناخالصی بالا اجتناب کنید. مشتری قبلی از یک موتور ارزان قیمت با نفوذپذیری مغناطیسی نامرغوب ورق های فولادی سیلیکونی استفاده می کرد که باعث گرمای بیش از حد شدید در حین کار می شد (در دمای بیش از 80 درجه). موتور ظرف سه ماه سوخت. پس از جابجایی به موتوری با مواد با کیفیت-، کارکرد مداوم به مدت شش ماه دمای زیر 60 درجه را حفظ کرد.

مواد محفظه موتور
محفظه های آلیاژ آلومینیوم سبک وزن هستند و گرمای بسیار خوبی را اتلاف می کنند و برای روبات ها و ربات های دسته بندی کوچک مناسب هستند. آنها 40٪ سبک تر از چدن هستند و 20٪ راندمان اتلاف گرما بالاتری دارند. محفظه‌های چدنی دارای استحکام و مقاومت بالایی در برابر ضربه هستند که برای ربات‌های جابجایی مواد و ربات‌های جوشکاری{4} سنگین ایده‌آل است که می‌توانند در برابر برخورد و لرزش مقاومت کنند.

در محیط های مرطوب یا خورنده، محفظه های فولادی ضد زنگ (درجه 304) را برای جلوگیری از زنگ زدگی موتور انتخاب کنید. محفظه های استاندارد آلیاژ آلومینیوم در مدت یک سال در شرایط مرطوب اکسید می شوند، در حالی که محفظه های فولادی ضد زنگ بیش از پنج سال دوام می آورند.

برای محیط های مرطوب یا خورنده، محفظه های فولادی ضد زنگ (درجه 304) را برای جلوگیری از زنگ زدگی موتور انتخاب کنید. محفظه های استاندارد آلیاژ آلومینیوم در مدت یک سال در شرایط مرطوب اکسید می شوند، در حالی که محفظه های فولادی ضد زنگ بیش از پنج سال دوام می آورند.

مرحله 3: بررسی کنید "سروو موتورپارامترها و ابعاد" - اگر پارامترها مطابقت نداشته باشند، حتی قدرتمندترین موتور نیز بی فایده است.
پارامترها و ابعاد سروو موتور باید کاملاً با "مفاصل" ربات مطابقت داشته باشد. در غیر این صورت، مانند «اسب کوچک در حال کشیدن گاری بزرگ» یا «اسب بزرگ در حال کشیدن گاری کوچک» است. سه عامل اصلی بسیار مهم هستند:
گشتاور امتیازی / گشتاور اوج
گشتاور نامی باید «نیروی عملیاتی پیوسته» ربات را حفظ کند، در حالی که اوج گشتاور «انفجارهای آنی» را کنترل می کند. گشتاور نامی کافی، موتور را مجبور به "عملکرد اضافه بار" طولانی مدت می کند، که باعث تسریع سایش می شود. حداکثر گشتاور ناکافی باعث می شود که ربات هنگام گرفتن قطعات، "گیرش را از دست بدهد".

سرعت نامی / حداکثر سرعت
سرعت نامی باید با "سرعت عملیاتی معمولی" مفصل ربات مطابقت داشته باشد، در حالی که حداکثر سرعت باید "تنظیمات حرکت سریع" را انجام دهد. سرعت های بیش از حد بالا باعث افزایش صدای موتور و مصرف انرژی می شود.

ابعاد نصب موتور
فضای نصب مفصل رباتیک محدود است و به تطابق دقیق «ابعاد فلنج»، «قطر شفت» و «طول» موتور نیاز دارد. اگر سوراخ های نصب فلنج رزرو شده اتصال 80 × 80 میلی متر است، یک موتور فلنج 80 میلی متری انتخاب کنید.

اگر قطر شفت رزرو شده 15 میلی‌متر باشد، شفت موتور باید 15 میلی‌متر با تحمل خطا از 0.02 میلی‌متر تجاوز نکند{3}}در غیر این صورت، جا نمی‌شود یا پس از نصب می‌لرزد. قبلاً یکی از مشتریان موتوری با فلنج 5 میلی متری بزرگتر از نیاز خریداری می کرد. پس از خرد کردن اجباری آن برای نصب، تمرکز موتور به شدت منحرف شد و باعث ایجاد لرزش شدید در حین کار ربات شد. این مشکل تنها پس از جایگزینی آن با موتوری با ابعاد صحیح حل شد.

مرحله 4: ارزیابی "سروو موتورPrecision and Performance" - Precision Determines Robot "Movement Accuracy"
دقت و عملکرد سروو موتورها به طور مستقیم بر کیفیت حرکت یک ربات صنعتی با تمرکز بر دو بعد کلیدی تأثیر می گذارد:
دقت موقعیت یابی و تکرارپذیری
دقت موقعیت یابی به "رمزگذارها" متکی است:
- موتورهای دارای رمزگذارهای 17 بیتی به دقت موقعیت یابی 0.001 ± میلی متر دست می یابند که برای روبات های مونتاژ تراشه مناسب است.
- موتورهای با رمزگذارهای 13-بیتی دقت 0.01 میلی‌متر را ارائه می‌کنند که برای روبات‌های حمل قطعات خودرو ایده‌آل است. قابلیت تکرار باید کمتر یا مساوی 0.005± میلی متر (کاربردهای با دقت بالا) یا کمتر یا مساوی 0.05 ± میلی متر (کاربردهای استاندارد) باشد. در غیر این صورت، حرکات رباتیک انحراف نشان می‌دهند و باعث ناهماهنگی در مونتاژ قطعات می‌شوند.

سرعت پاسخ دینامیک
به این اشاره دارد که موتور با چه سرعتی دستورات را پس از دریافت دستورالعمل اجرا می کند. زمان پاسخ کوتاه تر، حرکات ربات را چابک تر می کند. ربات های جوشکار باید مسیرهای درز جوش را ردیابی کنند. پاسخ های آهسته باعث ناهماهنگی جوش می شود. ربات‌های مرتب‌کننده برای گرفتن نیاز به تغییر موقعیت سریع دارند. پاسخ های تاخیری منجر به از دست رفتن قطعات می شود. ربات مرتب سازی مشتری قبلی در زمان پاسخ موتور 0.005 ثانیه با بازده مرتب سازی 100 قطعه در دقیقه کار می کرد. پس از ارتقاء به موتور پاسخ 0.001s، راندمان به 150 قطعه در دقیقه افزایش یافت.

مرحله 5: در نظر بگیرید "سروو موتورنصب و سازگاری" - نصب نادرست یا ناسازگاری موتور را بی استفاده می کند.
سروو موتورها باید کاملاً با "ساختار مشترک" و "سیستم کنترل" ربات مطابقت داشته باشند، در غیر این صورت ممکن است مسائلی مانند "غیرقابل نصب" یا "غیر قابل استفاده" ایجاد شود:
روش های نصب
گزینه های متداول عبارتند از "نصب فلنج" (موتور متصل به مفصل ربات از طریق فلنج) و "شافت{0}}نصب انتهایی" (شفت موتور مستقیماً به کاهنده مفصل متصل است). بر اساس ساختار مفصل انتخاب کنید.

در حین نصب، اطمینان حاصل کنید که هم‌مرکزی-هم محوری بین شفت موتور و کاهنده مفصل باید کمتر یا مساوی ۰.۰۱ میلی‌متر باشد. در غیر این صورت افزایش بار موتور باعث ایجاد لرزش و صدا می شود. یکی از مشتریان سطوح نویز از 60 دسی بل به 85 دسی بل را به دلیل ناهمترازی 0.03 میلی متری تجربه کرد. کالیبراسیون آن را به 65 دسی بل کاهش داد.

سازگاری سیستم کنترل
راسروو موتورباید با "کنترل کننده" ربات ارتباط برقرار کند، که نیاز به پروتکل های ارتباطی پشتیبانی شده مطابقت دارد. ناسازگاری پروتکل از اتصال موتور به کنترل کننده جلوگیری می کند و دریافت فرمان را مسدود می کند. حتی در صورت اتصال، "تاخیرهای فرمان" ممکن است رخ دهد که دقت حرکت را به خطر می اندازد. مشتری قبلی از موتوری استفاده می کرد که از پروتکل EtherCAT پشتیبانی نمی کرد و کنترل دستی ربات را مجبور می کرد. جابجایی به یک موتور سازگار عملکرد خودکار را فعال می کند.

مرحله 6: انطباق با "محیط های عملیاتی ربات صنعتی" - شرایط سخت به "تجهیزات حفاظتی" نیاز دارد
روبات‌های صنعتی در محیط‌های متنوعی کار می‌کنند و «قابلیت‌های حفاظتی» مربوطه را می‌طلبندسروو موتوربرای جلوگیری از شکست:
High-Temperature Environments (>40 درجه)
برای مثال، ربات‌ها در کارگاه‌های جوش‌کاری خودرو یا تجهیزات نزدیک خشک‌کن به «مدل‌های مقاوم در برابر دمای بالا» با عایق سیم‌پیچ حداقل کلاس H (تحمل 180 درجه)، تکمیل‌شده با فن‌های خنک‌کننده یا سینک‌های حرارتی نیاز دارند. موتورهای استاندارد (عایق کلاس B، دارای رتبه‌بندی برای 130 درجه سانتی‌گراد 130 درجه حرارت بالا) در محیط‌ها، در حالی که موتورهای مقاوم در برابر-درجه حرارت-بالا می‌توانند بیش از دو سال کار کنند.

محیط های مرطوب / گرد و غبار
ربات‌هایی که در کارگاه‌های فرآوری مواد غذایی (مرطوب و مستعد آب-) یا کارگاه‌های طبقه‌بندی معدن (غبارآلود) کار می‌کنند، به موتورهایی با درجه حفاظت IP65 (ضد گرد و غبار و ضد آب) نیاز دارند. موتورهای دارای حفاظت IP54 اجازه ورود آب در شرایط مرطوب و ورود گرد و غبار را در شرایط گرد و غباری می دهند که منجر به اتصال کوتاه یا سایش موتور می شود. ربات غذایی مشتری قبلی که از موتور IP54 استفاده می کرد در عرض سه ماه به دلیل ورود آب سوخت. پس از تغییر به موتور IP65، به مدت یک سال بدون مشکل کار کرد.

محیط های ارتعاشی
ربات ها در کارگاه های مهر زنی یا آهنگری در نزدیکی تجهیزات با لرزش شدید کار می کنند.سروو موتورs باید دارای "طراحی{0}مقاوم در برابر لرزش" و مطابق با رتبه ارتعاش 3M IEC 60034-14 باشد (مجاز شتاب 5.88 متر بر ثانیه). در غیر این صورت، قطعات داخلی ممکن است شل شده و دقت و طول عمر را به خطر بیندازند.

مرحله 7: تأیید "سروو موتورکیفیت و گواهی" - موتورهای نامرغوب می توانند کل ربات را تضعیف کنند
برخی از سروو موتورهای موجود در بازار ارزان هستند اما تولید ضعیفی دارند. هنگام انتخاب، برای جلوگیری از مشکلات، روی دو نکته کلیدی تمرکز کنید:
بازرسی کیفیت و تست طول عمر
سازندگان معتبر "تست طول عمر" و "تست بار" (با گشتاور نامی 120 درصد برای 100 ساعت کار می کنند) انجام می دهند و گزارش های آزمایش را ارائه می دهند. موتورهای نامرغوب تحت هیچ آزمایشی قرار نمی گیرند و ممکن است پس از صدها ساعت از کار بیفتند. از تولیدکنندگان گزارش‌های آزمایشی درخواست کنید یا آزمایش‌های عملیاتی کوتاه مدت-روی نمونه‌ها انجام دهید.

گواهینامه های صنعت
ربات هایی که به اروپا صادر می شوند به موتورهایی با گواهینامه CE (مطابق با استانداردهای ایمنی اتحادیه اروپا) نیاز دارند. ربات های مورد استفاده در صنایع پزشکی یا غذایی به موتورهایی با گواهی FDA (مطابق با استانداردهای بهداشتی) نیاز دارند. ربات های صنعتی برای مصارف خانگی به موتورهایی با گواهی CCC نیاز دارند. موتورهای بدون گواهی ممکن است الزامات ایمنی یا محیطی را برآورده نکنند و به طور بالقوه باعث مشکلات پذیرش پروژه شوند. ربات مشتری قبلی که به مقصد اروپا بود در گمرک به دلیل موتورهای غیر{4}}CE- توقیف شد. این مشکل تنها پس از تهیه موتورهای تایید شده حل شد و پروژه را سه ماه به تاخیر انداخت.

مرحله 8: مدیریت "سروو موتورهزینه‌ها" - هزینه-اثربخشی قیمت بالا را افزایش می‌دهد
هزینه آخر را در نظر بگیرید، اما به جای تمرکز بر قیمت خرید، «کل-هزینه بلندمدت» را محاسبه کنید:
استفاده کوتاه مدت- (1-2 سال، پروژه های موقت)
موتورهای مقرون به صرفه با قیمت هر واحد 2000-3000 ین را انتخاب کنید. آنها نیازهای اولیه را بدون نیاز به موتورهای پیشرفته وارداتی (3-5 برابر هزینه موتورهای داخلی) برآورده می کنند.

استفاده طولانی مدت (3+ سال، خطوط تولید اصلی)
موتورهای-میانگین تا{1}}بالا{2} (رمزگذارهای 15 بیتی، حفاظت IP65، مواد درجه یک) با قیمت 4000 تا 6000 ین در هر واحد را انتخاب کنید. اگرچه از قبل بالاتر هستند، اما طول عمر طولانی (5 تا 8 سال)، نرخ خرابی پایین (کمتر یا مساوی 1٪ در سال) و کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری را ارائه می دهند. به عنوان مثال، خط مونتاژ اصلی مشتری با استفاده از موتورهای{17}بالا داخلی به مدت 3 سال بدون نقص کار کرده است. در مقابل، استفاده از موتورهای ارزان قیمت به 2 تا 3 تعمیر سالانه با 1000 ین در هر تعمیر نیاز دارد که در نتیجه هزینه‌های کل در طول سه سال افزایش می‌یابد.

خرید عمده باعث صرفه جویی در پول می شود
خرید 10 واحد یا بیشتر به طور همزمان اجازه می دهد تا 10٪-15٪ تخفیف با تولید کنندگان مذاکره کنید. شراکت‌های بلندمدت می‌توانند خدمات اضافی مانند "تعمیرات و نگهداری رایگان پس از فروش" و "تامین اولویت" را تضمین کنند و هزینه‌ها را بیشتر کاهش دهند. یک مشتری قبلاً سالانه 100 موتور خریداری می کرد، با 15٪ تخفیف به علاوه تعمیرات رایگان در محل، تقریباً 100000 ین در سال صرفه جویی می کرد.

نتیجه گیری:سروو موتورs - "منبع قدرت اصلی و مغز دقیق" ربات‌های صنعتی
به طور خلاصه، سروو موتورها دو نقش محوری را در ربات‌های صنعتی ایفا می‌کنند: اول، به‌عنوان «تامین‌کننده نیرو»، حرکات مفصل رباتیک مانند ماهیچه‌ها را هدایت می‌کنند، نیازهای بار و سرعت مختلف را مدیریت می‌کنند. دوم، آنها به عنوان "کنترل کننده دقیق" دستورات را دریافت کرده و با دقت{1}عصبی اجرا می کنند و از دقت و ثبات حرکت روباتیک اطمینان حاصل می کنند.

هنگام انتخاب موتورهای سروو، از دنبال کردن کورکورانه گزینه‌های "وارداتی" یا "بالا{0}" خودداری کنید. نکته کلیدی این است که "تطابق با الزامات"-مواد، پارامترها، و رتبه‌بندی‌های حفاظتی مناسب را بر اساس نوع ربات، بار، دقت و نیازهای محیطی انتخاب کنید، سپس برای یافتن مقرون‌به‌صرفه‌ترین-موتور، بودجه‌های هزینه را در نظر بگیرید. اگر مطمئن نیستید که چگونه انتخاب کنید، در هر زمان با تامین کنندگان حرفه ای مشورت کنید. الزامات خاص ربات خود را برای دریافت توصیه های مناسب به آنها ارائه دهید.

تماس با ما
📞 تلفن:+86-8613116375959
📧 ایمیل:741097243@qq.com
🌐 وب سایت رسمی:https://www.automation-js.com/