Som en industri og en hel klasse av teknologi, er robotikk i rask endring og fremskritt. Enten du er en hobbyist eller en erfaren robotingeniør, må du kjenne hver komponent ut og inn. I noen tilfeller bør du også vite hvordan du velger mellom flere ulike varianter.
Slik er det med robotmotorer. Uansett hvor geniale en robots ledd kan være, trenger du det riktige produktet for å gi all metall- og plastbevegelse, kraft og rekkevidde.
Hvilke typer robotmotorer er tilgjengelige?
Det er flere robotmotorkategorier. Hver har undertyper og sine egne applikasjoner og fordeler. Dette er et sammendrag av typene som er tilgjengelige i dag.
Robotaktuatorer
Det finnes tre typer aktuatorer:
- Pneumatiske aktuatorer:de bruker trykkluft for å fungere. Med få bevegelige deler er de pålitelige og enkle å vedlikeholde. De kan ikke kontrollere hastighet, posisjon og nøyaktighet så vel som de andre typene, men de er ideelle for lageroppgaver som plukking og lasting.
- Hydrauliske aktuatorer:Dette er et godt valg for store roboter som bærer tung last. De bruker en pumpet oljebasert væske i stedet for luft for å gi bevegelse. Selv om de er større og mer støyende enn andre typer, er de nøyaktige - men væskelekkasjer kan oppstå over tid.
- Elektriske aktuatorer:elektriske motorer konverterer elektrisk energi til mekanisk energi. Disse er den vanligste typen i alle robotkategorier i dag, da elektrisitet er en relativt rikelig ressurs. De fungerer også godt i roboter i alle størrelser, er mer kompakte i forhold til kraftuttaket, og er lettere å vedlikeholde med nesten null forurensning.
Selv om elektriske aktuatorer er de vanligste og tilbyr det bredeste spekteret av funksjonalitet innen robotikk, kan de utgjøre en risiko i miljøer som inneholder eksplosiver. De krever også et mer komplekst kommandosystem enn andre motortyper.
Elektriske motorer
Innen kategorien elektriske motorer finnes det flere forskjellige typer. Denne kategorien inkluderer følgende typer:
- Vekselstrømmotorer (AC):vekselstrøm kan fås fra et vanlig vegguttak. AC-motorer bruker denne rikelig energikilden til å lage elektromagnetisk induksjon. Ingeniører foretrekker AC-mekanismer når det kreves jevn hastighet. Imidlertid er de sjeldne utenfor industrielle roboter med høyt dreiemoment.
- Likestrømsmotorer (DC):I stedet for å bruke en stikkontakt, trekker likestrømsmotorer vanligvis strøm fra et batteri. DC-mekanismer kommer i en rekke størrelser og tilbyr svært varierende belastningsområder, samt raske responstider og manøvrerbarhet sammenlignet med plug-in-modeller.
- Servomotorer:Også kjent som "servoer" og inkludert industrielle servomotorer, er dette noen av de høyeste presisjonsmotorene som er tilgjengelige. De støtter nesten øyeblikkelig feiljustering under drift. Disse motorene er ideelle for robotarmer og andre robot- og samarbeidsrobottyper hvis du trenger presis posisjonering og høyt dreiemoment i en liten pakke. Ved bruk av servoer kan det være en forsinkelse mellom bevegelsene.
- Trinnmotorer:Trinnmotorer går i svært små trinn for å gi høyt dreiemoment når du holder en gjenstand stasjonær - og presis posisjonering ved hvert trinn. Nøyaktigheten til disse motorene er ofte i størrelsesorden 0.01 grad og 0,1 millimeter. Det totale dreiemomentet er likt det for en servomotor. Trinnmotorer er dyrere i drift enn andre typer når det gjelder kraftbehov.
Hvordan velge riktig motor for roboten din?
Du kan sjekke ut punktene ovenfor for å begrense motorene du velger for ditt neste robotprosjekt. Men før du leser alle på nytt, lag en liste over funksjoner som roboten din trenger.
Hvilke oppgaver vil den utføre og hva er din feilmargin for bevegelsene?
Undersøk det regulatoriske miljøet for å forstå din toleranse for forurensning. Ikke bare er motorforurensning en viktig årsak til motorsvikt, men det er også en trussel mot produktkvaliteten i et risikovillig produksjonsmiljø.
Med andre ord, du vil ikke nødvendigvis matche en hydraulisk aktuator med et anlegg med høy finesse og høy renslighet som mat- eller farmasøytisk produksjon.
Dette er andre punkter du bør se etter når du undersøker de forskjellige robotmotortypene:
- Størrelse-til-effekt-forhold:hva er størrelsen på bygget ditt? Trenger roboten å navigere gjennom trange steder, eller er råkraft viktigere enn størrelse?
- Lastbegrensninger:Drivetypen du velger for roboten din trenger nok dreiemoment til å håndtere de forventede belastningene den vil bære.
- Nøyaktighet:Hva er toleransen for unormal bevegelse når roboten beveger seg? Trenger du en motor som gir umiddelbar og nøyaktig feilretting?
- Pålitelighet:Hvor godt bemannet er vedlikeholdsavdelingen din? Hvor ofte forventer du at roboten din skal få service?
- Ressursforbruk:Ikke alle robotmotorer er like miljøvennlige som andre. Trinnmotorer bruker strøm selv i standby-modus, men noen ganger er de det eneste alternativet.
Motorer for hver robot
Motorer kjører spekteret fra forbrukernivå til storskala robotikk-implementeringer. Hvis du undersøker regelverket og arbeidsmiljøene på forhånd, vil du raskt innse at hvert robotprogram har en motortype.