Стъпкови двигатели в индустриални роботи

Индустриалните роботи са се превърнали във важна част от съвременната индустриална производствена линия.

С настъпването на ерата на Индустрия 4.0, индустриалните роботи се превърнаха във важна част от съвременната индустриална производствена линия. Като основно задвижващо устройство на индустриалните роботи, развитието на двигателната технология пряко влияе върху производителността и ефективността на индустриалните роботи. Стъпковите двигатели, като вид двигател, който може прецизно да контролира позицията и скоростта, играят ключова роля в индустриалните роботи. В тази статия ще започнем с определението и характеристиките на стъпковите двигатели, ще обсъдим подробно приложението им в индустриалните роботи и ще ги анализираме със съответните случаи, за да предоставим ориентир за развитието на индустриалната роботна технология.

Дефиницията и характеристиките на стъпковия двигател

Стъпковият двигател е вид двигател, който преобразува електрическия импулсен сигнал в ъглово или линейно отместване. Той се основава на най-основния принцип на електромагнита и чрез контролиране на честотата и броя на импулсните сигнали осъществява прецизен контрол на ъгъла и скоростта на въртене на двигателя. Стъпковият двигател има следните характеристики:

Прецизен контрол:Стъпковият двигател може да реализира прецизен контрол на позицията чрез прецизен импулсен контрол, а точността на позициониране може да достигне 0,001°.

Прост режим на управление:Управлението на стъпковия двигател е сравнително просто, необходимо е само да се контролира честотата и посоката на импулсния сигнал, за да се осъществи управление на движението, без да е необходимо да се извършва сложно регулиране на обратната връзка.

Висока надеждност и стабилност:Стъпковите двигатели имат висока надеждност и стабилност и могат да работят дълго време без лесни повреди или повреда. В сравнение с други видове двигатели, стъпковите двигатели нямат четки, комутатори и други износващи се части, така че животът им е по-дълъг, а разходите за поддръжка и ремонт са по-ниски.

Характеристики при ниска скорост и висок въртящ момент:Стъпковите двигатели имат висок въртящ момент при ниски скорости, което им позволява да се използват в сценарии, които изискват висок въртящ момент.

Ниска консумация на енергия:Стъпковите двигатели обикновено консумират енергия само когато са необходими за движение и почти не консумират енергия, когато задържат позиция, така че имат ниска консумация на енергия.

Например, приложението на стъпкови двигатели в промишлени роботи

Прецизно позициониране и контрол на движението

Индустриалните роботи трябва точно да контролират позицията и отношението на крайния си ефектор, за да изпълняват различни сложни задачи. Стъпковите двигатели могат да реализират високопрецизно позициониране и управление на движението на крайния ефектор на индустриалните роботи чрез прецизен импулсен контрол. Например, по време на сглобяване, стъпковите двигатели могат прецизно да контролират движението на ръцете и пръстите на робота, за да гарантират, че частите са точно поставени на определените им места. Този прецизен контрол подобрява ефективността на индустриалния робот и качеството на продукта.

Управление на ставите на робота

Ставите на индустриалните роботи често се задвижват от множество двигатели, за да се постигнат сложни траектории на движение. Стъпковите двигатели са опция за задвижване на ставите, а тяхната висока прецизност и прости методи за управление правят управлението на ставите по-лесно за реализиране. Чрез контролиране на ъгъла на въртене и скоростта на стъпковите двигатели, движенията на ставите на индустриалните роботи могат да бъдат прецизно контролирани, за да се реализират различни сложни движения и пози.

Контрол на крайния ефектор

Крайният ефектор е директен инструмент за индустриални роботи за изпълнение на задачи, като например захващане, заваръчен пистолет и др. Стъпковите двигатели могат да се използват за задвижване на движението на крайния ефектор за осъществяване на прецизно затягане, освобождаване, заваряване и други операции. Благодарение на високата надеждност и стабилност на стъпковите двигатели, те могат да гарантират стабилността и надеждността на крайния ефектор при продължителна работа.

Управление на платформата за движение

В индустриалната роботизирана система, платформата за движение се използва за носене на тялото на робота и крайния ефектор, за да се осъществи цялостното движение и позициониране. Стъпкови двигатели могат да се използват за задвижване на движението на платформата за движение, за да се осъществи цялостното високопрецизно позициониране и движение на робота. Чрез контролиране на траекторията и скоростта на стъпковите двигатели може да се осигури стабилност и точност на робота.

Практически случаи на приложение

Вземайки за пример заваръчния робот на производител на автомобили, роботът използва стъпкови двигатели като двигатели за задвижване на ставите. Чрез прецизно контролиране на ъгъла на въртене и скоростта на стъпковия двигател, роботът е в състояние точно да премести заваръчния пистолет до определената позиция и да извършва прецизни заваръчни операции. В сравнение с конвенционалните серво двигатели, стъпковите двигатели предлагат не само по-висока точност на позициониране и стабилност, но и по-ниска цена и по-лесно управление. Това позволява на този заваръчен робот да постигне забележителни резултати в подобряването на производителността и намаляването на производствените разходи.

四、Заключение

Стъпковите двигатели се използват широко в индустриалните роботи заради прецизното им управление, простите методи за управление, високата надеждност и стабилност. Чрез точно контролиране на ъгъла на въртене и скоростта на стъпковия двигател, той може да реализира високопрецизен контрол на крайния ефектор, съединенията и платформата за движение на индустриалните роботи, и да подобри работната ефективност и качеството на продукта. С настъпването на ерата на Индустрия 4.0 и непрекъснатото развитие на интелигентното производство, приложението на стъпкови двигатели в индустриалните роботи ще има по-широко бъдеще.