Silniki krokowe w robotach przemysłowych

Roboty przemysłowe stały się ważną częścią nowoczesnej linii produkcyjnej.

Wraz z nadejściem ery Przemysłu 4.0 roboty przemysłowe stały się ważnym elementem nowoczesnej linii produkcyjnej. Jako główne urządzenie napędowe robotów przemysłowych, rozwój technologii silników bezpośrednio wpływa na wydajność i efektywność robotów przemysłowych. Silniki krokowe, jako rodzaj silnika, który może precyzyjnie kontrolować położenie i prędkość, odgrywają kluczową rolę w robotach przemysłowych. W niniejszym artykule rozpoczniemy od definicji i charakterystyki silników krokowych, szczegółowo omówimy ich zastosowanie w robotach przemysłowych i przeanalizujemy je na podstawie odpowiednich przypadków, aby zapewnić punkt odniesienia dla rozwoju technologii robotów przemysłowych.

Definicja i charakterystyka silnika krokowego

Silnik krokowy to rodzaj silnika, który przetwarza sygnał impulsu elektrycznego na przemieszczenie kątowe lub liniowe. Opiera się na najprostszej zasadzie działania elektromagnesu i poprzez sterowanie częstotliwością i liczbą sygnałów impulsowych, precyzyjnie kontroluje kąt i prędkość obrotową silnika. Silnik krokowy charakteryzuje się następującymi cechami:

Precyzyjna kontrola:Silnik krokowy może realizować precyzyjną kontrolę położenia poprzez precyzyjne sterowanie impulsowe, a dokładność pozycjonowania może osiągnąć 0,001°.

Prosty tryb sterowania:Sterowanie silnikiem krokowym jest stosunkowo proste, wystarczy kontrolować częstotliwość i kierunek sygnału impulsowego, aby zrealizować sterowanie ruchem, nie ma potrzeby przeprowadzania skomplikowanej regulacji sprzężenia zwrotnego.

Wysoka niezawodność i stabilność:Silniki krokowe charakteryzują się wysoką niezawodnością i stabilnością oraz mogą pracować długo bez ryzyka uszkodzenia lub awarii. W porównaniu z innymi typami silników, silniki krokowe nie posiadają szczotek, komutatorów ani innych części eksploatacyjnych, co przekłada się na dłuższą żywotność oraz niższe koszty konserwacji i napraw.

Charakterystyka niskiej prędkości i wysokiego momentu obrotowego:Silniki krokowe charakteryzują się wysokim momentem obrotowym przy niskich prędkościach, co pozwala na ich stosowanie w sytuacjach wymagających wysokiego momentu obrotowego.

Niskie zużycie energii:Silniki krokowe zwykle zużywają energię tylko wtedy, gdy jest to potrzebne do wykonania ruchu, a zużywają jej niewiele, gdy utrzymują pozycję, więc mają niskie zużycie energii.

三、 zastosowanie silników krokowych w robotach przemysłowych

Precyzyjne pozycjonowanie i kontrola ruchu

Roboty przemysłowe muszą precyzyjnie kontrolować położenie i postawę swojego efektora końcowego, aby wykonywać różnorodne, złożone zadania. Silniki krokowe umożliwiają precyzyjne pozycjonowanie i sterowanie ruchem efektora końcowego robotów przemysłowych poprzez precyzyjne sterowanie impulsowe. Na przykład, podczas montażu, silniki krokowe mogą precyzyjnie sterować ruchem ramion i palców robota, zapewniając dokładne umieszczenie części w wyznaczonych miejscach. Ta precyzyjna kontrola poprawia wydajność robota przemysłowego i jakość produktu.

Sterowanie stawami robota

Przeguby robotów przemysłowych są często napędzane wieloma silnikami, aby uzyskać złożone trajektorie ruchu. Silniki krokowe stanowią alternatywę dla silników napędowych stawów, a ich wysoka precyzja i proste metody sterowania ułatwiają sterowanie stawami. Kontrolując kąt obrotu i prędkość silników krokowych, można precyzyjnie sterować ruchami stawów robotów przemysłowych, co pozwala na realizację różnorodnych, złożonych ruchów i pozycji.

Sterowanie efektorem końcowym

Chwytak to bezpośrednie narzędzie robotów przemysłowych do wykonywania zadań, takich jak chwytak, pistolet spawalniczy itp. Silniki krokowe mogą być używane do napędzania ruchu chwytaka, umożliwiając precyzyjne zaciskanie, zwalnianie, spawanie i inne operacje. Dzięki wysokiej niezawodności i stabilności silników krokowych, zapewniają one stabilność i niezawodność chwytaka podczas długotrwałej pracy.

Sterowanie platformą ruchową

W systemie robota przemysłowego platforma ruchu służy do przenoszenia korpusu robota i efektora końcowego, co pozwala na realizację ogólnego ruchu i pozycjonowania. Silniki krokowe mogą być używane do napędzania platformy ruchu, co pozwala na precyzyjne pozycjonowanie i ruch robota. Kontrolując trajektorię i prędkość silników krokowych, można zapewnić stabilność i dokładność robota.

Praktyczne przypadki zastosowań

Biorąc za przykład robota spawalniczego producenta samochodów, robot wykorzystuje silniki krokowe jako silniki napędowe. Dzięki precyzyjnej kontroli kąta obrotu i prędkości silnika krokowego, robot jest w stanie precyzyjnie ustawić uchwyt spawalniczy w określonej pozycji i wykonywać precyzyjne operacje spawania. W porównaniu z konwencjonalnymi serwosilnikami, silniki krokowe oferują nie tylko wyższą dokładność i stabilność pozycjonowania, ale także niższe koszty i prostsze sterowanie. Dzięki temu ten robot spawalniczy osiąga znakomite rezultaty w zakresie poprawy wydajności i redukcji kosztów produkcji.

Podsumowanie

Silniki krokowe są szeroko stosowane w robotach przemysłowych ze względu na precyzję sterowania, prostotę metod sterowania oraz wysoką niezawodność i stabilność. Dzięki precyzyjnej kontroli kąta obrotu i prędkości silnika krokowego, może on precyzyjnie sterować efektorem końcowym, przegubami i platformą ruchową robotów przemysłowych, a także poprawić wydajność pracy i jakość produktów. Wraz z nadejściem ery Przemysłu 4.0 i ciągłym rozwojem inteligentnej produkcji, zastosowanie silników krokowych w robotach przemysłowych będzie miało szerszą przyszłość.