Այսօրվա արդյունաբերական լանդշաֆտում համագործակցող ռոբոտները (կոբոտները) փոխակերպում են արտադրական գծերը, լաբորատորիաները և նույնիսկ առողջապահական միջավայրերը՝ անվտանգ աշխատելով մարդկանց կողքին: Հեղուկ, ճշգրիտ և կրկնվող շարժումների հասնելու համար կոբոտներն ապավինում են բարձր արդյունավետության դիրքի սենսորներին, որոնք կոմպակտ են, թեթև և շատ հուսալի: Հետադարձ կապի առկա սարքերի շարքում, տեղավորված լուծիչները ՝ մագնիսական պտտվող տրանսֆորմատորները, որոնք փակված են ամուր մետաղական պատյանների մեջ, արագորեն դառնում են ժողովրդականություն՝ պահանջկոտ պայմաններում բացարձակ, առանց խոզանակների հետադարձ կապ հաղորդելու ունակության համար:
1. Համատեղ ռոբոտներ և թեթև, կոմպակտ և անվտանգ սենսորների կարիք
1.1 Կոբոտների առաջացումը ժամանակակից ավտոմատացման մեջ
Համագործակցող ռոբոտները կամ կոբոտները նախագծված են աշխատանքային տարածքը մարդկանց օպերատորների հետ կիսելու համար՝ առանց ցանկապատերի կամ անվտանգության վանդակների պահպանության: Այս նոր պարադիգմը պահանջում է, որ ռոբոտները լինեն ներհատուկ անվտանգ, արձագանքող և բազմակողմանի: Դիզայնի հիմնական առաջնահերթությունները ներառում են.
Թեթև զենքեր և վերջնական էֆեկտորներ Չնախատեսված շփման դեպքում կինետիկ էներգիան նվազագույնի հասցնելու համար կոբոտի կապերը կառուցված են ալյումինից կամ ածխածնային կոմպոզիտներից, որոնցից յուրաքանչյուրը օպտիմիզացված է ցածր իներցիայի համար:
Compact Footprint Cobots-ները հաճախ աշխատում են գործարանի լեփ-լեցուն հատակների կամ լաբորատոր նստարանների վրա; դրանց հոդերը և սենսորները պետք է տեղավորվեն ամուր տարածական ծրարների մեջ:
Անվտանգության բարձր ստանդարտները ISO 10218-1 և ISO/TS 15066 սահմանում են անվտանգության պահանջներ ռոբոտի նախագծման և շահագործման համար, ներառյալ առավելագույն թույլատրելի ուժերն ու արագությունները մարդկանց հետ շփման ժամանակ:
Այս առաջնահերթությունները խիստ պահանջներ են դնում դիրքի հետադարձ կապի սենսորների վրա: Ավանդական օպտիկական կոդավորիչները կամ խոշոր լուծիչները ավելացնում են քաշը, զանգվածը և պահանջում են պաշտպանիչ պատյաններ: Ի հակադրություն, միկրո լուծիչը համատեղում է բացարձակ արձագանքը ամբողջովին մետաղական, կնքված փաթեթի հետ, որը կարող է ուղղակիորեն ինտեգրվել հոդերի բարակ պատյանների մեջ:
1.2 Սենսորների պահանջները համատեղ ծրագրերի համար
Արդյունավետ կոբոտի գործողությունը կախված է.
Դիրքի բացարձակ ճշգրտություն Յուրաքանչյուր հոդ պետք է ակնթարթորեն իմանա իր անկյունը, նույնիսկ էլեկտրաէներգիայի ցիկլից հետո, որպեսզի վերսկսի առաջադրանքները՝ առանց շարժվելու:
Ցածր զանգված և փոքր չափս Սենսորային զանգվածի յուրաքանչյուր գրամ ավելացնում է էներգիայի սպառումը և նվազեցնում դինամիկ աշխատանքը:
Էլեկտրական և մեխանիկական անվտանգության տվիչները պետք է համապատասխանեն խիստ մեկուսացման, հիմնավորման և մեխանիկական խափանումների անվտանգության չափանիշներին:
Կայունությունը մարդակենտրոն միջավայրում Կոբոտները հաճախ աշխատում են եռակցման կայանների, օդաճնշական շարժիչների կամ հորատման մեքենաների մոտ՝ EMI-ի և թրթռման աղբյուրների:
Տնային լուծիչները նշում են այս բոլոր վանդակները՝ առաջարկելով առանց խոզանակների, բացարձակ անալոգային ելքեր IP գնահատված մետաղական պատյանում, որը մեկուսացնում է ներքին ոլորունները արտաքին աղտոտիչներից և մեխանիկական ցնցումներից:
Կոբոտների եզակի պահանջները լուծելու համար Windouble-ը մշակել է միկրո լուծիչների շարք, որը հատուկ նախագծված է նվազագույն չափի և զանգվածի համար՝ առանց կատարողականությունը խաթարելու: Հիմնական կառուցվածքային առավելությունները ներառում են.
2.1 Ուլտրա-կոմպակտ բնակարանային դիզայն
12 մմ-ից փոքր տրամագիծը Windouble-ի միկրոսերիան ունի լուծիչներ, որոնց արտաքին տրամագծերը մինչև 12 մմ և երկարությունը 20 մմ-ից պակաս են, բավական փոքր, որպեսզի տեղավորվեն բարակ ռոբոտի դաստակի մոդուլների ներսում:
Կցաշուրթերի բարակ ընտրանքներ Ցածր պրոֆիլի եզրերը թույլ են տալիս ուղղակիորեն մոնտաժվել սնամեջ առանց խոզանակների սերվոմատորների վրա, որոնք սովորաբար օգտագործվում են կոբոտի հոդերի մեջ՝ վերացնելով ադապտերների մեծածավալ թիթեղները:
Ինտեգրված միակցիչների խցուկներ մանրանկարչություն IP67 գնահատված մալուխային խցիկներն ու միկրո-D միակցիչները ներկառուցված են պատյանի մեջ՝ հեշտացնելով մալուխները և կանխելով խցանման վտանգները:
2.2 Թեթև շինարարություն
Ալյումինի և PEEK կոմպոզիտային խառնուրդ Windouble-ը հավասարակշռում է ուժն ու քաշը՝ ավիատիեզերական կարգի ալյումինից պատյանները մշակելով և ընտրովի օգտագործելով PEEK պոլիմերային ներդիրները ոչ ծանրաբեռնված վայրերում:
Էպոքսիդային կապակցված ոլորուններ Նուրբ էմալային պղնձե ոլորունները տեղադրվում են ցածր լարման էպոքսիդային ոլորունների մեջ՝ ապահովելով պարույրները թրթռումից՝ ավելացնելով նվազագույն զանգված:
Ամբողջովին հավաքված միկրո լուծիչը կշռում է 10 գրամից պակաս, ինչը գրեթե աննկատելի է կոբոտի ընդհանուր քաշի բյուջեում, սակայն ապահովում է ամուր, բացարձակ արձագանք ±10 աղեղ րոպեների ընթացքում:
3. Անուղղակի դեր ուժի վերահսկման հետադարձ կապի և ճկուն հոդերի մեջ
Թեև տեղակայված լուծիչները հիմնականում ապահովում են անկյունային դիրքը, դրանց բարձր ամբողջականության ազդանշանները ժամանակակից կոբոտներում ուժի վերահսկման և համապատասխանության առաջադեմ գործառույթների անկյունաքարն են:
3.1 Ուժի ոլորող մոմենտի գնահատում դիրքի տարբերակման միջոցով
Դինամիկ համապատասխանություն Հետևելով հրամայված և փաստացի դիրքերի միջև րոպեական շեղումներին, որոնք ստացվում են լուծիչի ելքերից, կարգավորիչները կարող են եզրակացնել, որ արտաքին ուժերը կիրառվում են թևի վրա:
Փափուկ բռնում Ընտրելու և տեղադրելու կամ հավաքելու առաջադրանքներում ռոբոտները կարգավորում են բռնման ուժը, երբ զգում են թեթև շեղումներ՝ կանխելով բաղադրիչի վնասումը:
Բախման հայտնաբերում Չպլանավորված շարժման դիմադրության արագ հայտնաբերումը ապահովում է անվտանգ կանգառի ռեժիմներ ավելի արագ, քան ցանկացած արտաքին սենսորային զանգված:
Լուծիչի ճշգրիտ արձագանքը երաշխավորում է, որ այս ուժային կառավարման օղակները հուսալի, արձագանքող և կայուն են, ինչը թույլ է տալիս կոբոտներին ապահով կերպով կիսել աշխատանքային տարածքները օպերատորների հետ:
3.2 Ճկուն համատեղ ճարտարապետության հնարավորություն
Սերիայի էլաստիկ ակտուատորներ (SEA) Որոշ կոբոտներ օգտագործում են SEA-ներ, որոնք ներառում են համապատասխան զսպանակային տարր շարժիչի և ելքային կապի միջև: Լուծիչի արձագանքը և՛ շարժիչի, և՛ ելքային լիսեռների վերաբերյալ թույլ է տալիս ճշգրիտ վերահսկել հոդերի կոշտությունը:
Փոփոխական կոշտության մոդուլներ Կրկնակի լուծիչի կարգավորումները ետ են տալիս շարժիչի անկյունը և կապի շեղումը, ինչը թույլ է տալիս ծրագրային կարգավորվող կոշտություն՝ սկսած նուրբ հավաքումից մինչև ծանր բեռնվածքի հետ աշխատելու համար:
Windouble micro-տեղակայված լուծիչները, իրենց բացարձակ ելքերով և նվազագույն առանցքային հետքով, անխափան կերպով ինտեգրվում են SEA-ի այս կոմպակտ ձևավորումներին՝ հզորացնելով հաջորդ սերնդի կոբոտի միացումները:
4. EMI անձեռնմխելիություն և ջերմային վարքագիծ բարձր հաճախականության, բազմաֆունկցիոնալ սցենարների դեպքում
Կոբոտները հաճախ իրականացնում են արագ, կրկնվող շարժումներ մի քանի առանցքներով միաժամանակ: Այս պայմաններում սենսորները բախվում են երկու կարևորագույն մարտահրավերների.
Էլեկտրամագնիսական միջամտություն (EMI)
Ջերմային շեղում շարունակական աշխատանքից
4.1 Տրանսֆորմատորի վրա հիմնված անձեռնմխելիություն EMI-ի նկատմամբ
Ինդուկտիվ ազդանշանների ստեղծում Ի տարբերություն օպտիկական կոդավորիչների, որոնք հիմնված են լույսի սենսորների և թվային ազդանշանների վրա, լուծիչները փոխանցում են անալոգային սինուսային և կոսինուսային լարումները էլեկտրամագնիսական միացման միջոցով: Տրանսֆորմատորի վրա հիմնված այս ազդանշաններն ի սկզբանե մերժում են ընդհանուր ռեժիմի և բարձր հաճախականության աղմուկը:
Պաշտպանված մետաղական պատյան Լուծիչի ալյումինե կեղևը կրկնապատկվում է որպես EMI վահան, որը պաշտպանում է ներքին պարույրները արտաքին դաշտերից, որոնք առաջանում են սերվո սկավառակների կամ մոտակա եռակցման սարքավորումների կողմից:
Զտված գրգռման գծեր Windouble-ը սահմանում է գրգռման հաճախականությունները և խորհուրդ է տալիս ներկառուցված ինդուկտորներ և կոնդենսատորներ հետագա աղմուկը ճնշելու համար, ինչը կարևոր է բարձր հոսանքի լիսեռներով կոբոտի հիմքերում:
Իրական փորձարկումներում լուծիչի ազդանշան-աղմուկ հարաբերակցությունը գերազանցում է 60 դԲ-ը նույնիսկ բարձր հզորության ինդուկցիոն շարժիչների 10 սմ-ի սահմաններում՝ ապահովելով շարժման հուսալի կառավարում՝ չնայած էլեկտրական աղմուկին:
4.2 Ջերմային էֆեկտների կառավարում շարունակական ծառայության ժամանակ
Ցածր ջերմային գործակից նյութեր «Windouble»-ն օգտագործում է մասնագիտացված պղնձի համաձուլվածքներ և ջերմային կայուն էպոքսիդներ՝ նվազագույնի հասցնելու ոլորուն դիմադրության փոփոխությունը ջերմաստիճանում:
Ներկառուցված ջերմաստիճանի ցուցիչ (ըստ ցանկության) Ընտրված միկրո լուծիչների մոդելները ներառում են փոքր թերմիստոր, որը շփվում է ոլորուն փաթեթի հետ, որը ջերմաստիճանի տվյալները մատակարարում է կարգավորիչին դինամիկ փոխհատուցման համար:
Ջերմային մոդելավորում և փորձարկում Յուրաքանչյուր լուծիչի դիզայն ենթարկվում է վերջավոր տարրերի ջերմային մոդելավորման և իրական այրման մինչև 120 °C ջերմաստիճանում 1000 ժամվա ընթացքում՝ ապահովելով ազդանշանի կայունությունը շարունակական բարձր աշխատանքային ցիկլերի պայմաններում:
Այս խիստ մոտեցումը երաշխավորում է, որ նույնիսկ կայուն բարձր արագությամբ ցիկլային շարժումների ժամանակ, որոնք սովորական են բազմաֆունկցիոնալ կոբոտի գործողություններում, լուծիչի ելքերը կմնան ճշգրիտ և առանց շեղումների:
5. Դեպքի ուսումնասիրություն. Միջազգային Cobot ապրանքանիշը միավորում է Windouble Micro Housed Resolvers-ը
5.1 Ծրագրի նախապատմություն
Եվրոպական առաջատար կոբոտ արտադրողը ձգտել է բարելավել իր հաջորդ սերնդի 6 առանցքների համատեղ թևի օգտակար բեռը և արդյունավետությունը: Դիզայնի նպատակները ներառում էին.
Համատեղ իներցիա 15%-ով նվազեցնելով
Պահպանելով ±0.1° կրկնելիությունը
Համատեղ փաթեթավորման պարզեցում ավելի հեշտ սպասարկման համար
Նախորդ կրկնությունները օգտագործում էին մանրանկարչական օպտիկական կոդավորիչներ, որոնք պահանջում էին պաշտպանիչ ծածկույթներ և պարբերական մաքրում, ինչը երկարաժամկետ հուսալիության համար անհամատեղելի է:
5.2 Windouble-ի միկրո լուծիչների ներդրում
Սենսորների ընտրություն Ծրագրի թիմը ընտրել է Windouble-ի մոդելի WDR-M12 միկրո լուծիչը՝ 12 մմ տրամագծով, IP67 վարկանիշով և ±10 աղեղային րոպեի ճշգրտությամբ:
Մեխանիկական ինտեգրում Պատվերով ցածր պրոֆիլի եզրերը մշակվել են կոբոտի շարժիչի դեմքին համապատասխանելու համար: Լուծիչի ներկառուցված micro-D միակցիչը ուղղակիորեն սնվում է թևի ներքին լարերի ամրացման մեջ:
Control System Adaptation Resolver-ը միացված է կոմպակտ RDC մոդուլին, որը տեղադրված է հոդային բազայի ներսում, CANopen-ով փոխանցվող թվային տվյալները ռոբոտի կարգավորիչին:
5.3 Կատարման արդյունքներ
Քաշի նվազեցում Փոխարինվող օպտիկական կոդավորիչները սափրվել են 25 գրամ մեկ հոդի համար՝ կուտակային կերպով նվազեցնելով ձեռքի իներցիան 18%-ով:
Բարելավված հուսալիություն 12 ամիս խառը միջավայրի գործարանային փորձարկումից հետո լուծիչով հագեցած զենքերը ցույց տվեցին զրոյական սենսորների հետ կապված խափանումներ՝ համեմատած նախորդ դիզայնի կոդավորման երեք անսարքությունների հետ:
Ընդլայնված անվտանգություն Բացարձակ հետադարձ կապը վերացրեց միացման ռեժիմները՝ ապահովելով համատեղ հետևողական վարքագիծ ձեռքով ուղղորդելու ընթացքում և նվազեցնելով անսպասելի շարժումները:
Այս հաջող ինտեգրումը ցույց է տալիս, թե ինչպես է Windouble-ի միկրո լուծիչները թույլ են տալիս կոբոտներին հասնել ավելի բարձր արդյունավետության, ցածր սպասարկման և ուժեղացված անվտանգության՝ մրցակցային շուկայում վաճառքի հիմնական կետերը:
Եզրակացություն
Համատեղ ռոբոտաշինության զարգացող ոլորտում ճշգրտությունը, կոմպակտությունը և հուսալիությունը սակարկելի չեն: Windouble-ի միկրո լուծիչները մատուցում են բոլոր ճակատներում.
Բացարձակ, առանց խոզանակների հետադարձ կապ. չկա տուն, մեխանիկական շփում, զրոյական մաշվածություն:
Ուլտրա-կոմպակտ և թեթև. անխափան ինտեգրում բարակ, ցածր իներցիա կոբոտի հոդերի մեջ:
Ուժեղ EMI անձեռնմխելիություն և ջերմային կայունություն. հուսալի ազդանշաններ բարձր հաճախականությամբ բազմաառանցքային շարժման և էլեկտրական աղմուկի պայմաններում:
Ուժի վերահսկման և համապատասխանության անուղղակի աջակցություն. զգայուն, մարդասիրական փոխգործակցության հնարավորություն:
Համագործակցելով Shanghai Yingshuang (Windouble) Electric Machinery Technology Co., Ltd.-ի հետ՝ կոբոտի դիզայներները մուտք են ստանում լուծիչի գերժամանակակից տեխնոլոգիա՝ ապահովված խիստ փորձարկումներով, ճկուն հարմարեցմամբ և գլոբալ աջակցությամբ: Եթե դուք նախագծում եք համագործակցային ռոբոտների հաջորդ սերունդը, մտածեք միկրո տեղավորված լուծիչներ ՝ որպես շարժման ավելի անվտանգ, ճշգրիտ և արդյունավետ կառավարում բացելու բանալին:
Պատրա՞ստ եք օպտիմալացնել ձեր ռոբոտի աշխատանքը: Այցելություն www.windoublesensor.com ՝ ուսումնասիրելու մեր միկրո լուծիչների պորտֆելը, ներբեռնելու տվյալների թերթիկները կամ ձեր նախագծի համար հարմարեցված նմուշ պահանջելու համար:
