Միկրո սահող քայլային շարժիչների դերը ավտոմատացված ռոբոտացված համակարգերում

Ավտոմատացման արագ զարգացող լանդշաֆտում ճշգրտությունը, հուսալիությունը և կոմպակտ դիզայնը գերակա են: Ավտոմատացված ռոբոտացված համակարգերի անթիվ ճշգրիտ գծային շարժման կիրառությունների սրտում ընկած է կարևորագույն բաղադրիչ՝Միկրո սահող քայլային շարժիչԱյս ինտեգրված լուծումը, որը համատեղում է քայլային շարժիչը ճշգրիտ գծային սահիկի կամ կապարային պտուտակի հետ, հեղափոխություն է մտցնում ռոբոտների շարժման, դիրքավորման և շրջակա միջավայրի հետ փոխազդեցության մեջ: Այս հոդվածը ուսումնասիրում է այս կոմպակտ ակտուատորների անփոխարինելի դերը ժամանակակից ռոբոտաշինության մեջ՝ արդյունաբերական ձեռքերից մինչև նուրբ լաբորատոր ավտոմատներ:

Ինչու են միկրո սահող քայլային շարժիչները իդեալական ռոբոտային համակարգերի համար

Ռոբոտային համակարգերը պահանջում են ակտուատորներ, որոնք ապահովում են ճշգրիտ կառավարում, կրկնելիություն և շատ դեպքերում առանց բարդ հետադարձ կապի համակարգերի դիրքը պահպանելու ունակություն: Միկրո սահող քայլային շարժիչները գերազանցում են այս ոլորտներում՝ ապահովելով համոզիչ այլընտրանք ավանդական պնևմատիկ գլաններին կամ ավելի մեծ սերվո-շարժիչ համակարգերին փոքր մասշտաբի, ճշգրիտ շարժումների համար:

Ռոբոտաշինության հիմնական առավելությունները.

Բարձր ճշգրտություն և կրկնելիություն.Քայլային շարժիչները շարժվում են առանձին «քայլերով», սովորաբար 1.8° կամ 0.9° յուրաքանչյուր լրիվ քայլի համար: Երբ միացվում է սահիկի ներսում գտնվող նուրբ քայլով պտուտակին, սա վերածվում է միկրոնային մակարդակի գծային դիրքավորման ճշգրտության: Սա կարևոր է վերցնել-տեղադրելու, հավաքելու և միկրոբաշխման նման առաջադրանքների համար:

Բաց ցիկլի կառավարման պարզություն.Շատ կիրառություններում քայլային շարժիչները կարող են արդյունավետորեն աշխատել առանց թանկարժեք դիրքի կոդավորիչների (բաց ցիկլի կառավարում): Կառավարիչը հրամաններ է տալիս մի շարք քայլերի, և շարժիչը շարժվում է համապատասխանաբար՝ պարզեցնելով համակարգի նախագծումը և նվազեցնելով ծախսերը, ինչը նշանակալի առավելություն է բազմաառանցքային ռոբոտների համար:

Կոմպակտ և ինտեգրված դիզայն.«Միկրո սահող» ձևի գործակիցը տարածք խնայող, ինքնուրույն միավոր է: Այն համատեղում է շարժիչը, պտուտակը և ուղղորդող մեխանիզմը մեկ տեղադրման պատրաստ փաթեթի մեջ՝ պարզեցնելով մեխանիկական նախագծումը և հավաքումը սահմանափակ տարածք ունեցող ռոբոտացված միացումներում կամ կամրջակներում:

Բարձր պահող մոմենտ՝Երբ միացված են և չեն շարժվում, քայլային շարժիչները ապահովում են զգալի պահող մոմենտ։ Այս «ամրագրման» հնարավորությունը կարևոր է այն ռոբոտների համար, որոնք պետք է պահպանեն դիրքը՝ առանց շեղվելու, օրինակ՝ գործիքը կամ բաղադրիչը տեղում պահելու համար։

Երկարակեցություն և ցածր սպասարկում.Քանի որ պնևմատիկ համակարգերից ավելի քիչ շարժական մասեր ունեն և խոզանակներ չունեն (հիբրիդային կամ մշտական ​​մագնիսով քայլող սարքերի դեպքում), այս սահողները բարձր հուսալիություն ունեն և պահանջում են նվազագույն սպասարկում՝ ապահովելով աշխատանքային ժամանակ պահանջկոտ ավտոմատացված միջավայրերում։

Գերազանց ցածր արագության կատարողականություն.Ի տարբերություն որոշ շարժիչների, որոնք դժվարանում են աշխատել ցածր արագությունների դեպքում, քայլային շարժիչները ապահովում են լիարժեք պտտող մոմենտ կանգառի և ցածր պտույտների դեպքում՝ ապահովելով հարթ, վերահսկվող և դանդաղ գծային շարժումներ, որոնք անհրաժեշտ են նուրբ ռոբոտային գործողությունների համար։

Ավտոմատացված ռոբոտացված համակարգերում հիմնական կիրառությունները

1. Արդյունաբերական ռոբոտաշինություն և ավտոմատացում

Փոքրածավալ հավաքման գծերում և էլեկտրոնային արտադրության մեջ միկրո սահող աստիճանավորները ճշգրիտ աշխատանքների համար հիմնական շարժիչներն են։ Դրանք շարժման մեջ են դնում առանցքները։SCARA կամ կարտեզյան (գանգրային) ռոբոտներօգտագործվում են մակերեսային ամրացման բաղադրիչների տեղադրման, պտուտակների ամրացման, եռակցման և որակի ստուգման համար: Դրանց կրկնելիությունը ապահովում է յուրաքանչյուր շարժման նույնականությունը՝ երաշխավորելով արտադրանքի հետևողականությունը:

2. Լաբորատոր և հեղուկների մշակման ավտոմատացում

Կենսատեխնոլոգիական և դեղագործական լաբորատորիաներում,ավտոմատացված ռոբոտացված համակարգերՀեղուկների մշակման, նմուշների պատրաստման և միկրոշարքերի հայտնաբերման համար անհրաժեշտ է ծայրահեղ ճշգրտություն և աղտոտումից զերծ աշխատանք: Միկրո սահող քայլային շարժիչները ապահովում են սահուն, ճշգրիտ գծային շարժում պիպետացիայի գլխիկների և թիթեղների մշակիչների համար, հնարավորություն տալով իրականացնել բարձր թողունակության փորձարկում՝ նվազագույն մարդկային միջամտությամբ:

3. Բժշկական և վիրաբուժական ռոբոտաշինություն

Մինչ վիրաբուժական ռոբոտները հաճախ օգտագործում են բարդ ուժային հետադարձ կապի սերվոներ, բժշկական սարքերի շատ օժանդակ համակարգեր հենվում են միկրոսահողների վրա։ Նրանք տեղադրում են սենսորներ, տեսախցիկներ կամ մասնագիտացված գործիքներախտորոշիչ ավտոմատացում(ինչպես սլայդային ներկումը) ևօժանդակ ռոբոտային սարքերանսասան ճշգրտությամբ և անվտանգությամբ։

4. Համագործակցող ռոբոտներ (կոբոտներ)

Մարդկանց հետ աշխատելու համար նախատեսված կոբոտները հաճախ օգտագործում են կոմպակտ, թեթև ակտուատորներ: Միկրո սահող քայլային շարժիչները իդեալական են փոքր հոդերի կամ վերջնային էֆեկտորային առանցքների համար (օրինակ՝ դաստակի թեքություն կամ բռնվածք), որտեղ փոքր փաթեթավորման մեջ ճշգրիտ, վերահսկվող շարժումն ավելի կարևոր է, քան ծայրահեղ արագությունը կամ հզորությունը:

5. 3D տպագրություն և հավելումային արտադրություն

Շատերի տպագրական գլուխը կամ հարթակը3D տպիչներէապես ռոբոտացված դիրքորոշման համակարգ է: Միկրո սահող քայլիչները (հաճախ կապարե պտուտակային ակտուատորների տեսքով) ապահովում են X, Y և Z առանցքների ճշգրիտ կառավարումը, որն անհրաժեշտ է նյութը շերտ առ շերտ բարձր չափողական ճշգրտությամբ տեղադրելու համար:

6. Ստուգման և տեսողական համակարգեր

Ավտոմատացված օպտիկական ստուգման (AOI) համար օգտագործվող ռոբոտացված տեսողական բջիջները պահանջում են ճշգրիտ շարժում՝ տեսախցիկները կամ մասերը դիրքավորելու համար: Միկրո սահողները կարգավորում են ֆոկուսը, պտտում մասերը տեսախցիկի տակ կամ ճշգրիտ դասավորում են սենսորները՝ թերությունների հայտնաբերման համար կատարյալ պատկերներ ստանալու համար:

Ձեր ռոբոտային համակարգի համար ճիշտ միկրո սահող քայլային շարժիչի ընտրությունը

Օպտիմալ ակտուատորի ընտրությունը պահանջում է մի քանի տեխնիկական պարամետրերի ուշադիր քննարկում. 

Բեռնունակություն և ուժ.Որոշեք սահիկի կողմից շարժվող և պահվող բեռի զանգվածը և ուղղվածությունը (հորիզոնական/ուղղահայաց): Սա սահմանում է պահանջվող հրող ուժը (N) կամ դինամիկ բեռի վարկանիշը:

Ճանապարհորդության երկարությունը և ճշգրտությունը՝Սահմանեք անհրաժեշտ գծային գծիկը։ Նաև նշեք անհրաժեշտ ճշգրտությունը, որը հաճախ սահմանվում է որպեսճշգրտություն(շեղում նպատակից) ևկրկնելիություն(կետ վերադառնալու հետևողականություն):

Արագություն և արագացում.Հաշվարկեք պահանջվող գծային արագությունը և այն արագությունը, որով բեռը պետք է արագանա/դանդաղի։ Սա ազդում է պտուտակի քայլի և շարժիչի պտտող մոմենտի ընտրության վրա։

Աշխատանքային ցիկլ և միջավայր.Հաշվի առեք, թե որքան հաճախ և որքան ժամանակ կաշխատի շարժիչը: Հաշվի առեք նաև շրջակա միջավայրի գործոնները, ինչպիսիք են փոշին, խոնավությունը կամ մաքուր սենյակի պահանջները, որոնք կորոշեն սահիկի մեկուսացումը (IP վարկանիշ) և նյութը:

Կառավարման էլեկտրոնիկա՝Քայլային շարժիչները պահանջում ենվարորդկարգավորիչի իմպուլսները շարժիչի հոսանքների վերածելու համար: Ժամանակակից վարորդներն առաջարկում ենմիկրոքայլերավելի սահուն շարժման և թրթռումների նվազեցման համար: Ապահովեք շարժիչի, դրայվերի և համակարգի կառավարիչի (PLC, միկրոկառավարիչ և այլն) միջև համատեղելիությունը: 

Հետադարձ կապի տարբերակներ՝Այն դեպքերում, երբ քայլերի բացթողումը հնարավոր չէ (օրինակ՝ ուղղահայաց վերելակներ), դիտարկեք ինտեգրված սահող սարքերըգծային կոդավորիչներապահովել փակ ցիկլով դիրքի ստուգում՝ ստեղծելով «հիբրիդային» քայլ-սերվո համակարգ։

Ապագան՝ ավելի խելացի ինտեգրում և բարելավված կատարողականություն

Միկրո սահող քայլային շարժիչների էվոլյուցիան սերտորեն կապված է ռոբոտաշինության առաջընթացի հետ.

Ինտերնետային իրերի ինտերնետ և կապակցվածություն.Ապագա սահիկները կունենան ինտեգրված սենսորներ և կապի միացքներ (IO-Link և այլն)՝ ջերմաստիճանի, թրթռման և մաշվածության նման առողջական չափանիշների իրական ժամանակում մոնիթորինգի համար, ինչը հնարավորություն կտա կանխատեսելի սպասարկում իրականացնել։

Ընդլայնված կառավարման ալգորիթմներ՝Ավելի խելացի շարժիչները ներառում են ադապտիվ կառավարման ալգորիթմներ, որոնք ավտոմատ կերպով կարգավորում են հոսանքը և մարումը՝ որոշակի բեռների համար աշխատանքը օպտիմալացնելու, ռեզոնանսը նվազեցնելու և էներգաարդյունավետությունը բարելավելու համար։

Ուղիղ փոխանցման և կոմպակտ դիզայններ.Միտումը դեպի ավելի կոմպակտ, բարձր արդյունավետությամբ դիզայններ է՝ ավելի բարձր պտտող մոմենտի խտությամբ, որոնք մշուշոտում են քայլային և անխոզանակ DC սերվոների միջև եղած սահմանները՝ միաժամանակ պահպանելով քայլայինի կառավարման պարզությունը։

Նյութագիտության նորարարություններ.Առաջադեմ պոլիմերների, կոմպոզիտների և ծածկույթների օգտագործումը կհանգեցնի ավելի թեթև, ամուր և կոռոզիային դիմացկուն սահող մարմինների ստեղծմանը, ընդլայնելով դրանց օգտագործումը կոշտ կամ մասնագիտացված միջավայրերում։ 

Եզրակացություն

Theմիկրո սահող քայլային շարժիչԱյն շատ ավելին է, քան պարզապես բաղադրիչ. այն ժամանակակից ռոբոտացված համակարգերում ճշգրտության և ավտոմատացման հիմնարար գործոն է: Առաջարկելով ճշգրտության, կոմպակտ ինտեգրման, կառավարելիության և ծախսարդյունավետության անհամեմատելի համադրություն, այն դարձել է ճշգրիտ գծային շարժում պահանջող լայն շրջանակի կիրառությունների համար նախընտրելի ակտուատոր:

Հաջորդ սերունդը նախագծող ինժեներների և համակարգային ինտեգրատորների համարավտոմատացված ռոբոտացված համակարգերԱյս բազմակողմանի սարքերի հնարավորությունների և ընտրության չափանիշների ըմբռնումը կարևոր է: Անկախ նրանից, թե դա բարձր արագությամբ վերցնել-տեղադրելու մեքենա է, կյանք փրկող բժշկական սարք, թե առաջադեմ կոբոտ, համեստ միկրո սահող քայլային շարժիչը ապահովում է հուսալի, ճշգրիտ և խելացի շարժում, որը կյանքի է կոչում ռոբոտային ավտոմատացումը: Քանի որ ռոբոտաշինությունը շարունակում է զարգանալ դեպի ավելի մեծ ինտելեկտ և հպման նրբություն, այս ճշգրիտ ակտուատորների դերը միայն ավելի կենտրոնական և բարդ կդառնա: