Шаговые двигатели в промышленных роботах

Промышленные роботы стали важной частью современной промышленной производственной линии.

С наступлением эпохи Индустрии 4.0 промышленные роботы стали важной частью современного промышленного производства. Развитие технологий двигателей, являющихся основным приводным устройством промышленных роботов, напрямую влияет на их производительность и эффективность. Шаговые двигатели, способные точно контролировать положение и скорость, играют ключевую роль в промышленных роботах. В данной статье мы начнём с определения и характеристик шаговых двигателей, подробно обсудим их применение в промышленных роботах и ​​проанализируем на соответствующих примерах, чтобы предоставить справочную информацию для развития технологий промышленных роботов.

二、 определение и характеристики шагового двигателя

Шаговый двигатель — это тип двигателя, преобразующий электрический импульсный сигнал в угловое или линейное перемещение. Он основан на простейшем принципе электромагнита, и, управляя частотой и количеством импульсов, он обеспечивает точное управление углом вращения и скоростью вращения двигателя. Шаговый двигатель обладает следующими характеристиками:

Точный контроль:Шаговый двигатель может осуществлять точное управление положением за счет точного импульсного управления, а точность позиционирования может достигать 0,001°.

Простой режим управления:Управление шаговым двигателем относительно простое, для реализации управления движением необходимо только контролировать частоту и направление импульсного сигнала, нет необходимости выполнять сложную настройку обратной связи.

Высокая надежность и стабильность:Шаговые двигатели обладают высокой надёжностью и стабильностью, способны работать длительное время без поломок и отказов. По сравнению с другими типами двигателей, шаговые двигатели не имеют щёток, коллекторов и других изнашиваемых деталей, что увеличивает срок их службы и снижает затраты на обслуживание и ремонт.

Характеристики низкой скорости и высокого крутящего момента:Шаговые двигатели обладают высоким крутящим моментом на выходе на низких скоростях, что позволяет использовать их в ситуациях, требующих высокого крутящего момента на выходе.

Низкое энергопотребление:Шаговые двигатели обычно потребляют энергию только тогда, когда они необходимы для движения, и практически не потребляют ее, когда удерживают положение, поэтому они имеют низкое энергопотребление.

三、 применение шаговых двигателей в промышленных роботах

Точное позиционирование и управление движением

Промышленным роботам необходимо точно контролировать положение и ориентацию своего рабочего органа для выполнения различных сложных задач. Шаговые двигатели обеспечивают высокоточное позиционирование и управление движением рабочего органа промышленных роботов благодаря точному импульсному управлению. Например, во время сборки шаговые двигатели могут точно контролировать движение рук и пальцев робота, обеспечивая точное размещение деталей в назначенных местах. Такое точное управление повышает эффективность промышленного робота и качество продукции.

Совместное управление роботом

Суставы промышленных роботов часто приводятся в движение несколькими двигателями для достижения сложных траекторий движения. Шаговые двигатели являются одним из вариантов привода сочленений, а их высокая точность и простота управления упрощают реализацию управления сочленениями. Управляя углом поворота и скоростью шаговых двигателей, можно точно контролировать движения сочленений промышленных роботов, реализуя разнообразные сложные движения и положения.

Контроль конечного эффектора

Рабочий орган – это прямой инструмент промышленных роботов, используемый для выполнения таких задач, как захват, сварочный пистолет и т.д. Шаговые двигатели могут использоваться для управления рабочим органом, обеспечивая точный зажим, отпускание, сварку и другие операции. Благодаря высокой надежности и стабильности шаговые двигатели обеспечивают стабильность и безотказность рабочего органа при длительной работе.

Управление платформой движения

В промышленной робототехнической системе платформа движения используется для размещения корпуса и рабочего органа робота, обеспечивая его перемещение и позиционирование. Шаговые двигатели могут использоваться для управления платформой движения, обеспечивая высокоточное позиционирование и перемещение робота. Управление траекторией и скоростью шаговых двигателей обеспечивает стабильность и точность работы робота.

Практические примеры применения

Если взять в качестве примера сварочный робот автомобильного производителя, то в нём в качестве приводных двигателей используются шаговые двигатели. Благодаря точному управлению углом поворота и скоростью шагового двигателя, робот способен точно перемещать сварочный пистолет в заданное положение и выполнять точные сварочные операции. По сравнению с традиционными серводвигателями, шаговые двигатели обеспечивают не только более высокую точность позиционирования и стабильность, но и более низкую стоимость и более простое управление. Благодаря этому данный сварочный робот достигает значительных результатов в повышении производительности и снижении производственных затрат.

四、Заключение

Шаговые двигатели широко используются в промышленных роботах благодаря точности управления, простоте управления, высокой надежности и стабильности. Благодаря точному управлению углом поворота и скоростью шагового двигателя, он обеспечивает высокоточное управление рабочим органом, сочленениями и подвижной платформой промышленных роботов, а также повышает эффективность работы и качество продукции. С наступлением эпохи «Индустрии 4.0» и непрерывным развитием интеллектуального производства применение шаговых двигателей в промышленных роботах будет иметь более широкие перспективы.