Сочленения робота являются одним из самых основных компонентов, которые составляют механическую структуру робота. Все действия робота завершаются соединительными стержнями и сочленениями, которые составляют всю систему. Производительность сочленений робота будет напрямую влиять на общую производительность робота, такую как жесткость сочленения, гистерезис, точность позиционирования, скорость и шум во время работы и другие показатели производительности.

Модуль сочленения робота — это прецизионный компонент, который объединяет привод, трансмиссию, сенсорику и управление. Его функция аналогична опорно-двигательной системе в организме, и он отвечает за приведение в движение и управление движением различных сочленений и компонентов робота. Мощность обеспечивается двигателем, а после изменения скорости и увеличения крутящего момента редуктором энкодер обеспечивает обратную связь по информации о положении, и, наконец, водитель достигает точного управления. Эта статья поможет нам вместе разблокировать модуль сочленения робота.

Состав и функции совместного модуля

Магнитоэлектрический кодер: основная часть состоит из платы считывающей головки и магнитной сетки. Магнитная сетка гравируется небольшими магнитными полюсами, а датчик обнаруживает изменение магнитного поля при вращении диска. Чип платы считывающей головки может быть устройством на эффекте Холла, которое определяет изменения напряжения, или магниторезистивным устройством, которое определяет изменения магнитного поля. Сигнал умножается, делится или интерполируется для получения требуемого выходного сигнала для достижения цели измерения.

Фотоэлектрический энкодер: состоит из источника света, оптического кодового диска и светочувствительного элемента. Решетка на самом деле представляет собой диск с выгравированными прозрачными и непрозрачными линиями. Световой поток, принимаемый светочувствительным элементом, изменяется синхронно с прозрачными линиями. Выходная форма волны светочувствительного элемента формируется и становится импульсным сигналом. Один импульс выводится на каждый оборот. В соответствии с изменением импульса можно точно измерить и контролировать смещение оборудования, чтобы отразить текущую скорость оборудования.

Инкрементальный энкодер: Инкрементальный энкодер напрямую использует принцип фотоэлектрического преобразования для вывода трех наборов прямоугольных импульсов фаз A, B и Z; разность фаз между импульсами A и B составляет 90°, так что направление вращения можно легко определить, а фаза Z составляет один импульс на оборот, который используется для позиционирования опорной точки. Его преимуществами являются простой принцип и структура, средний механический срок службы более десятков тысяч часов, сильная помехоустойчивость, высокая надежность и пригодность для передачи на большие расстояния. Его недостатком является то, что он не может выводить абсолютную информацию о положении вращения вала.

Абсолютный энкодер:

Абсолютный энкодер — это датчик, который напрямую выводит цифровые данные. На его круговом кодовом диске вдоль радиального направления имеется несколько концентрических кодовых дисков. Каждая дорожка состоит из светопропускающих и светонепроницаемых секторов. Количество секторов соседних кодовых дорожек удваивается. Количество кодовых дорожек на кодовом диске равно количеству бит его двоичных цифр. С одной стороны кодового диска находится источник света, а с другой стороны — светочувствительный элемент, соответствующий каждой кодовой дорожке. Когда кодовый диск находится в разных положениях, каждый светочувствительный элемент преобразует соответствующий уровень сигнала в зависимости от того, освещен он или нет, формируя двоичное число. Характерной чертой этого энкодера является то, что ему не требуется счетчик, и фиксированный цифровой код, соответствующий положению, может быть считан в любом положении вращающегося вала. Очевидно, что чем больше кодовых дорожек, тем выше точность.

Привод постоянного тока и датчик температуры

Привод постоянного тока может изменять напряжение двигателя для управления скоростью бесщеточного постоянного тока.

(Управление вращением двигателя)

Датчик температуры может определять температуру и преобразовывать ее в полезный выходной сигнал.

(Соберите текущую обратную связь по температуре)

Модуль сервопривода:

Высокопроизводительный, компактный и полностью цифровой универсальный сервопривод, разработанный и произведенный в результате комплексного исследования и разработки совместных модулей, может полностью удовлетворить требования вашего коллаборативного робота к высокой точности, плавной работе, быстрому отклику и управлению крутящим моментом. Он подходит для высокоточных рабочих сценариев, таких как коллаборативные роботы, экзоскелетные роботы, медицинское и автоматизированное оборудование.

(Управление вращением двигателя с помощью крутящего момента, тока и абсолютного положения)

Тормозной фиксатор:

Удерживающий тормоз представляет собой электромагнитное устройство, состоящее из электромагнита, тормозной колодки, нажимного диска и пружины. Когда двигатель останавливается, электромагнит активируется для создания магнитного поля, которое притягивает тормозную колодку для контакта с нажимным диском. В то же время нажимной диск сжимает пружину, вызывая трение между тормозной колодкой и ротором двигателя, тем самым сохраняя положение двигателя.

Бескорпусной крутящий моментный двигатель:

Моментные двигатели могут продолжать работать даже тогда, когда двигатель находится на низкой скорости или даже остановлен (т. е. ротор не может вращаться), не вызывая повреждения двигателя. В этом рабочем режиме двигатель может обеспечивать стабильный крутящий момент для нагрузки (отсюда и название моментный двигатель). Моментные двигатели также могут обеспечивать крутящий момент в противоположном направлении работы (тормозной момент). Вал моментного двигателя не выдает мощность с постоянной мощностью, а с постоянным крутящим моментом.

Датчик крутящего момента:

Датчик крутящего момента, также называемый преобразователем крутящего момента или измерителем крутящего момента, делится на две категории: динамические и статические. Динамический датчик крутящего момента также может называться датчиком крутящего момента, датчиком скорости крутящего момента, бесконтактным датчиком крутящего момента, датчиком крутящего момента вращения и т. д. Датчик крутящего момента представляет собой устройство обнаружения крутящего момента, приложенного к различным вращающимся или невращающимся механическим деталям.

Это прецизионное измерительное оборудование для измерения различных крутящих моментов, скоростей и механических мощностей.

(Используется для измерения крутящего момента двигателя, обычно с использованием инкрементальных и абсолютных энкодеров)

Гармонический редуктор:

Волновой редуктор представляет собой редукторное устройство, состоящее из трех основных частей: неподвижной внутренней шестерни, гибкого колеса (т. е. упругой тонкостенной втулки, основание которой соединено с ведомым валом, «образуя зубчатый венец на образующей в начале гибкого колеса»), и генератора волн, вызывающего радиальную деформацию гибкого колеса.

(Скорость работы двигателя снижается за счет различных передаточных чисел)

Каковы преимущества совместных модулей?

Модульность

Интегрированные сочлененные модули обычно имеют модульную конструкцию, что позволяет свободно комбинировать их для формирования роботизированных рук с несколькими степенями свободы или скелетов сервисных роботов.

Сократить сроки строительства и снизить затраты

Они сокращают затраты на персонал и время на механический выбор и сборку. Они упрощают комплексное управление цепочкой поставок и расходы на контроль качества, одновременно сокращая циклы НИОКР и производства роботов.

Расширение функции

Для повышения точности координации движений и обеспечения безопасности движения возможна интеграция дополнительных сенсорных устройств.

Массовое производство

Создание стандартизированных систем производства помогает снизить затраты. Внедрение стандартизированных систем контроля качества и инспекции обеспечивает постоянное качество соединений робота.

Каково будущее совместных модулей?

История развития мехатронных сочленений насчитывает всего несколько десятилетий с тех пор, как в 1988 году Университет Карнеги-Меллона разработал первый в мире прототип мехатронного сочленения для НАСА.

В настоящее время совместные модули успешно применяются в: аэрокосмической промышленности, автоматизированном упаковочном оборудовании, промышленных системах лазерной резки, компонентах автоматизации промышленных роботов, медицинском робототехническом оборудовании, измерительных и испытательных устройствах, медиа- и коммуникационном оборудовании, мобильных гуманоидных роботах, оптическом оборудовании и телескопах, фотоэлектрических системах, производстве печатных плат, производстве полупроводников. Искусственный интеллект, робототехника и цифровые технологии преобразуют мировые стандарты безопасности и охраны труда на рабочих местах.

Эти технологии улучшают благосостояние работников за счет: автоматизации опасных задач, оптимизации логистики, улучшения возможностей мониторинга. Дальнейшее развитие совместных модулей будет расширяться за счет новых приложений, поддерживающих настройку в области: материалов, конструкций, уровней точности.

Компания HONPINE стремится предоставлять клиентам комплексные услуги и решения.