Бүгінгі өнеркәсіптік ландшафтта бірлескен роботтар (коботтар) адамдармен бірге қауіпсіз жұмыс істеу арқылы өндірістік желілерді, зертханаларды және тіпті денсаулық сақтау орындарын өзгертеді. Сұйық, дәл және қайталанатын қозғалыстарға қол жеткізу үшін коботтар ықшам, жеңіл және өте сенімді жоғары өнімді позиция сенсорларына сүйенеді. Қолжетімді кері байланыс құрылғыларының арасында, берік металл қаптамалармен қоршалған магниттік айналмалы трансформаторлар – күрделі жағдайларда абсолютті, щеткасыз кері байланысты жеткізу қабілетімен тез танымал болып келеді.
1. Бірлескен роботтар және жеңіл, ықшам және қауіпсіз сенсорларға деген қажеттілік
1.1 Заманауи автоматтандырудағы коботтардың пайда болуы
Бірлескен роботтар немесе коботтар жұмыс кеңістігін қоршауларды немесе қауіпсіздік торларын қорғамай-ақ адам операторларымен бөлісуге арналған. Бұл жаңа парадигма роботтардан қауіпсіз, жауапты және жан-жақты болуын талап етеді. Негізгі дизайн басымдықтары мыналарды қамтиды:
Жеңіл қарулар мен соңғы эффекторлар Күтпеген жанасу кезінде кинетикалық энергияны азайту үшін кобот байланыстары алюминийден немесе көміртекті композиттерден жасалған, олардың әрқайсысы төмен инерция үшін оңтайландырылған.
Ықшам Footprint Cobots жиі адамдар көп зауыт едендерінде немесе зертханалық орындықтарда жұмыс істейді; олардың түйіспелері мен сенсорлары тығыз кеңістіктік конверттерге сәйкес келуі керек.
Қауіпсіздіктің жоғары стандарттары ISO 10218-1 және ISO/TS 15066 роботты жобалау мен пайдалану үшін қауіпсіздік талаптарын анықтайды, оның ішінде адаммен жанасу кезіндегі рұқсат етілген максималды күштер мен жылдамдықтар.
Бұл басымдықтар позициялық кері байланыс сенсорларына қатаң талаптар қояды. Дәстүрлі оптикалық кодтағыштар немесе үлкен шешушілер салмақты, көлемді қосады және қорғаныс қоршауларын қажет етеді. Керісінше, микроорганизацияланған шешуші абсолютті кері байланысты жіңішке түйіспелі корпустарға тікелей біріктіруге болатын толығымен металл, тығыздалған пакетпен біріктіреді.
1.2 Бірлескен қолданбаларға арналған сенсорға қойылатын талаптар
Тиімді кобот жұмысы мыналарға байланысты:
Позицияның абсолютті дәлдігі Тапсырмаларды бастапқы қозғалыссыз жалғастыру үшін, қуат циклынан кейін де әрбір буын өзінің бұрышын бірден білуі керек.
Төмен масса және шағын өлшем Қосылған сенсор массасының әрбір граммы қуат тұтынуды арттырады және динамикалық өнімділікті төмендетеді.
Электрлік және механикалық қауіпсіздік сенсорлары қатаң оқшаулау, жерге қосу және механикалық ақаулық қауіпсіздік стандарттарына сай болуы керек.
Адамға бағытталған ортадағы беріктік Коботтар көбінесе дәнекерлеу станцияларының, пневматикалық жетектердің немесе бұрғылау машиналарының — EMI және діріл көздерінің жанында жұмыс істейді.
Орнатылған резолюторлар ішкі орамдарды сыртқы ластаушы заттардан және механикалық соққылардан оқшаулайтын IP стандартына сай металл корпуста щеткасыз, абсолютті аналогтық шығыстарды ұсына отырып, осы жәшіктердің барлығын белгілейді.
2. Windouble's Micro Housed Resolver: ықшам құрылымдық артықшылықтар
Коботтардың бірегей талаптарын қанағаттандыру үшін Windouble өнімділікті жоғалтпастан минималды өлшем мен масса үшін арнайы әзірленген микроорганизацияланған резолюторлар сериясын жасады. Негізгі құрылымдық артықшылықтарға мыналар жатады:
2.1 Өте ықшам тұрғын үй дизайны
Диаметрі 12 мм-ге дейін кішкентай Windouble микро сериясында сыртқы диаметрі 12 мм-ге дейін және ұзындығы 20 мм-ден аз – жұқа робот білезік модульдерінің ішіне ұя салу үшін жеткілікті кішкентай резолюторлар бар.
Жіңішке фланец опциялары Төмен профильді фланецтер кобот қосылыстарында жиі қолданылатын қуыс білікті щеткасыз сервомоторларға тікелей орнатуға мүмкіндік береді, бұл үлкен адаптер тақталарын болдырмайды.
Кіріктірілген қосқыш түйреуіштері IP67 стандартына сай миниатюралық кабель түйіспелері мен микро-D қосқыштары корпусқа кіріктірілген, кабельді ретке келтіреді және кептелу қаупін болдырмайды.
2.2 Жеңіл құрылыс
Алюминий және PEEK композиттік қоспасы Windouble аэроғарыштық алюминийден жасалған корпустарды өңдеу және жүктемесі жоқ жерлерде PEEK полимер кірістірулерін таңдап пайдалану арқылы беріктік пен салмақты теңестіреді.
Эпоксидті орамдар Жұқа эмаль мыс орамдары аз кернеулі эпоксидке құйылады, бұл катушкаларды дірілден қорғайды және минималды масса қосады.
Толығымен жинақталған микрорезервтердің салмағы 10 грамнан аз — коботтың жалпы салмақ бюджетінде дерлік байқалмайды, бірақ ±10 доғалық минут ішінде сенімді, абсолютті кері байланыс береді.
3. Күшті басқарудағы кері байланыс және икемді буындардағы жанама рөл
Орналастырылған резолюторлар негізінен бұрыштық позицияны қамтамасыз еткенімен, олардың жоғары тұтастық сигналдары заманауи коботтардағы жетілдірілген күшті басқару және сәйкестік функцияларының негізі болып табылады.
3.1 Орынды дифференциациялау арқылы күш-моментті бағалау
Динамикалық сәйкестік Пәрмен берілген және нақты позициялар арасындағы минуттық ауытқуларды бақылай отырып (резервтер шығыстарынан алынған) контроллер тұтқаға қолданылатын сыртқы күштерді болжа алады.
Жұмсақ ұстау Таңдау және орналастыру немесе құрастыру тапсырмаларында роботтар аздап ауытқуларды сезінгенде, құрамдас бөліктердің зақымдалуын болдырмай, ұстау күшін реттейді.
Соқтығысты анықтау Жоспарланбаған қозғалыс кедергісін жылдам анықтау кез келген сыртқы сенсор массивіне қарағанда қауіпсіз тоқтату режимдерін жылдам іске қосады.
Дәл шешуші кері байланыс осы күшті басқару циклдерінің сенімді, жауап беретін және тұрақты болуын қамтамасыз етіп, коботтарға жұмыс кеңістігін операторлармен қауіпсіз бөлісуге мүмкіндік береді.
3.2 Бірлескен икемді архитектураларды қосу
Сериялы серпімді жетектер (SEAs) Кейбір коботтар қозғалтқыш пен шығыс байланысы арасындағы үйлесімді серіппелі элементті қамтитын SEA пайдаланады. Қозғалтқыштың да, шығыс біліктердің де резолюторлық кері байланысы буын қаттылығын дәл бақылауға мүмкіндік береді.
Айнымалы қаттылық модульдері Қосарлы ажыратқыш қондырғылары қозғалтқыштың бұрышын және сілтеменің ауытқуын қайтарады, бұл нәзік құрастырудан бастап ауыр жүкті өңдеуге дейінгі тапсырмалар үшін бағдарламалық қамтамасыз ету арқылы реттелетін қаттылыққа мүмкіндік береді.
Абсолютті шығыстары мен минималды осьтік ізі бар Windouble микроорналастырылған резолюторлар келесі буын кобот қосылыстарын күшейте отырып, осы ықшам SEA конструкцияларына біркелкі біріктіріледі.
4. Жоғары жиілікті, көп тапсырма сценарийлеріндегі EMI иммунитеті және жылулық мінез-құлық
Коботтар жиі бір уақытта бірнеше осьтер бойынша жылдам, қайталанатын қозғалыстарды орындайды. Мұндай жағдайларда сенсорлар екі маңызды мәселеге тап болады:
Электромагниттік кедергі (EMI)
Үздіксіз жұмыс кезінде термиялық ауытқу
4.1 EMI-ге трансформаторға негізделген иммунитет
Индуктивті сигнал генерациясы Жарық сенсорлары мен сандық сигналдарға сүйенетін оптикалық кодерлерден айырмашылығы, резолюторлар аналогтық синус пен косинус кернеулерін электромагниттік байланыс арқылы жібереді. Бұл трансформаторға негізделген сигналдар жалпы режимді және жоғары жиілікті шуды жоққа шығарады.
Қорғалған металл корпусы Резолвердің алюминий қабығы ішкі катушкаларды сервожетектер немесе жақын орналасқан дәнекерлеу жабдығы тудыратын сыртқы өрістерден қорғайтын EMI қалқаны қызметін атқарады.
Сүзілген қоздыру сызықтары Windouble қоздыру жиіліктерін анықтайды және шуды одан әрі басу үшін кірістірілген индукторлар мен конденсаторларды ұсынады — жоғары ток шиналары бар кобот базаларында өте маңызды.
Нақты әлемдегі сынақтарда шешуші сигнал-шуыл қатынасы тіпті 10 см жоғары қуатты асинхронды қозғалтқыштардың ішінде 60 дБ-ден асады, бұл электр шуына қарамастан қозғалысты сенімді басқаруды қамтамасыз етеді.
4.2 Үздіксіз жұмыс кезінде жылу әсерлерін басқару
Төмен термиялық коэффициентті материалдар Windouble температураға байланысты орама кедергісінің өзгеруін азайту үшін арнайы мыс қорытпаларын және термиялық тұрақты эпоксидтерді пайдаланады.
Енгізілген температураны анықтау (міндетті емес) Таңдаулы микрорезервтердің үлгілері динамикалық компенсация үшін температура деректерін контроллерге беретін орама бумасымен байланыста болатын шағын термисторды қамтиды.
Жылулық модельдеу және сынау Әрбір шешуші конструкция соңғы элементтерді термиялық модельдеуден және 120 °C-қа дейін 1000 сағат бойына нақты күйдіруден өтеді, бұл үздіксіз жоғары жұмыс циклдері кезінде сигнал тұрақтылығын қамтамасыз етеді.
Бұл қатаң тәсіл тұрақты жоғары жылдамдықты циклдік қозғалыстар кезінде (көп тапсырмалы кобот операцияларында жиі кездесетін) резолвердің шығыстары дәл және дрейфсіз болып қалуына кепілдік береді.
Еуропаның жетекші кобот өндірушісі өзінің келесі гендік 6 осьті бірлескен қолының пайдалы жүктемесі мен өнімділігін арттыруға тырысты. Дизайн мақсаттары мыналарды қамтиды:
Бірлескен инерцияны 15%-ға азайту
±0,1° Қайталану мүмкіндігін сақтау
Техникалық қызмет көрсетуді жеңілдету үшін біріктірілген қаптаманы жеңілдету
Алдыңғы итерацияларда қорғаныс қақпақтары мен мерзімді тазалауды қажет ететін миниатюралық оптикалық кодерлер пайдаланылды, бұл ұзақ мерзімді сенімділік үшін жарамсыз.
5.2 Windouble микрорезолверлерін енгізу
Сенсорды таңдау Жоба тобы диаметрі 12 мм, IP67 рейтингі және ±10 доғалық минуттық дәлдікпен сипатталатын Windouble үлгісінің WDR-M12 микроорналастыру құралын таңдады.
Механикалық интеграция Кобот қозғалтқышының бетіне сәйкес келетін арнайы төмен профильді фланецтер өңделген. Резолютердің кірістірілген micro-D қосқышы тікелей тұтқаның ішкі сым сымдарына беріледі.
Басқару жүйесін бейімдеу шешуші шығыстары біріктірілген негіздің ішіне орналастырылған ықшам RDC модуліне қосылған, сандық позиция деректері CANopen арқылы робот контроллеріне жіберіледі.
5.3 Өнімділік нәтижелері
Салмақты азайту Оптикалық кодерлерді ауыстыру бір буынға 25 грамм қырынды, бұл қолдың инерциясын 18%-ға азайтады.
Жақсартылған сенімділік 12 айдан кейін аралас ортадағы зауыттық сынақтан кейін шешуші құралмен жабдықталған тұтқалар алдыңғы дизайндағы үш кодтаушы ақаулармен салыстырғанда датчикке қатысты нөлдік ақауларды көрсетті.
Жетілдірілген қауіпсіздік Абсолютті кері байланыс қуат қосу кезінде үйге бару тәртібін жойып, қолмен нұсқау кезінде біріккен әрекетті қамтамасыз етеді және күтпеген қозғалыстарды азайтады.
Бұл сәтті біріктіру Windouble микроорганизациясының резолюторлары коботтарға жоғары өнімділікке, төмен техникалық қызмет көрсетуге және қауіпсіздікті арттыруға - бәсекелес нарықтағы негізгі сату нүктелеріне қол жеткізуге қалай мүмкіндік беретінін көрсетеді.
Қорытынды
Бірлескен робототехниканың дамып келе жатқан саласында дәлдік, жинақылық және сенімділік келіспейді. Windouble микро-үйленген резолюторлары барлық жағынан қамтамасыз етеді:
Абсолютті, щеткасыз кері байланыс: үйге бару, механикалық байланыс жоқ, тозу жоқ.
Ультра ықшам және жеңіл: жұқа, инерциясы төмен кобот қосылыстарына біркелкі біріктіру.
Мықты EMI иммунитеті және термиялық тұрақтылық: жоғары жиілікті көп осьті қозғалыс және электр шуы жағдайында сенімді сигналдар.
Күшті басқару және сәйкестікті жанама қолдау: сезімтал, адамға қолайлы өзара әрекеттесуді қамтамасыз ету.
Shanghai Yingshuang (Windouble) Electric Machinery Technology Co., Ltd. компаниясымен серіктес бола отырып, кобот дизайнерлері қатаң тестілеу, икемді теңшеу және жаһандық қолдау арқылы қамтамасыз етілген ең заманауи шешуші технологияға қол жеткізе алады. Егер сіз бірлескен роботтардың келесі буынын құрастырып жатсаңыз, микроны қарастырыңыз орналастырылған резолюторлар . қауіпсіз, дәлірек және тиімдірек қозғалысты басқарудың құлпын ашудың кілті ретінде
Роботтың өнімділігін оңтайландыруға дайынсыз ба? бару www.windoublesensor.com сайтында біздің микроорналастырылған шешуші портфолиосын зерттеу, деректер кестелерін жүктеп алу немесе жобаңыз үшін теңшелген үлгіні сұрау үшін.
