Consideracions de selecció de motors de robots
El robot realitza tasques específiques pre-planificades, com ara treballs de línia de muntatge, assistència quirúrgica, recollida / recuperació de magatzem, i fins i tot tasques perilloses com l'extracció de mines. Els robots d'avui no només gestionen tasques altament repetitives, sinó que també realitzen funcions complexes que requereixen flexibilitat en direcció i moviment. Amb l'avanç de la tecnologia, la velocitat i la flexibilitat i la reducció de costos, els robots seran àmpliament adoptats. L'avantatge de costos per sota del treball també ens mostra l'alba de la indústria del robot. A més, la visió artificial, el poder informàtic i els avenços a la xarxa també impulsaran l'adopció d'aplicacions robòtiques.
La implementació d'aquests robots d'alt rendiment es beneficia de les següents millores:
1. Sensors complexos;
2. Realitzeu la potència informàtica i l'algoritme de presa de decisions i acció en temps real;
3. Un motor que avança ràpidament i amb precisió el poder mecànic per aconseguir tasques complexes;
En triar el tipus i el model del motor, el dissenyador ha de considerar tres factors primordials a considerar:
1. La velocitat mínima i màxima del motor (i acceleració);
2. El par màxim que el motor pot proporcionar, així com la relació entre el parell i la corba de velocitat;
3. Precisió i repetibilitat de l'operació del motor (quan el sensor i el control de circuit tancat no s'utilitzen);
Per descomptat, hi ha molts altres factors importants a tenir en compte a l'hora d'escollir un motor, com ara la mida, el pes i el cost. Per a gairebé totes les unitats robòtiques de grandària petita i mitjana, l'elecció del motor d'accionament generalment es cobreix el motor de corrent continu, el motor de corrent continu (BLDC) i el motor pas a pas. (En qualsevol cas, les màquines hidràuliques i pneumàtiques són la millor opció).
Els motors DC cegados són la tecnologia més antiga del motor DC, el cost més senzill i més baix. A causa del contacte entre el raspall i el rotor, la rotació del rotor del motor commuta (inverteix) el camp magnètic de bobinat al voltant del rotor. La velocitat del motor és una funció de la tensió aplicada, de manera que els requisits de la unitat no són alts, però la gestió del parell és difícil. Es produeixen problemes de fiabilitat durant l'operació a causa del desgast del raspall, la necessitat de neteja i manteniment i la possibilitat de convertir-se en una font electrònica de soroll (interferència electromagnètica). A causa d'aquests problemes, en la majoria dels casos, els motors de corrons comprimits s'han convertit en l'opció menys atractiva en el disseny de robots.
Els motors DC sense xapa van aparèixer en la dècada de 1860, i es van beneficiar de dos desenvolupaments: primer, l'aparició d'un imant permanent fort, petit i de baix cost; en segon lloc, l'aparició d'interruptors electrònics petits i eficaços (generalment MOSFETs)) per canviar el corrent que flueix als bobinats. La "commutació elèctrica" substitueix la commutació mecànica del motor raspallat per controlar la commutació del camp magnètic. La interacció entre la bobina de commutació fixa circumdant i l'imant del nucli rotatori substitueix la commutació mecànica del motor rasurat, és a dir, el camp magnètic i el camp elèctric. interacció entre. En canviar la freqüència de commutació de MOFSET, es pot controlar la velocitat del motor. A més, el controlador del motor proporciona un millor control del rendiment del motor que un motor raspallat.
Encara millor, els algorismes de control avançats, com ara algoritmes de correcció PID (proporcional-integral-derivada) o FOC (control de camp, de vegades anomenat control vectorial) es poden solidificar al controlador del motor. Això coincideix amb l'operació motor ideal per als canvis reals de càrrega i càrrega, fent que el rendiment del motor sigui més potent i precís. Per exemple, l'algorisme / programa de control del motor pot tenir en compte factors relacionats, com ara la inèrcia del rotor i adaptar la unitat del motor i reduir gradualment els errors a causa de factors mecànics. Aquest algorisme permet controlar de manera precisa l'acceleració i el parell.
En comparació amb els motors raspallats, els motors brushless (BLDC) requereixen circuits de control més sofisticats, però poden exhibir un millor rendiment. En general, un motor BLDC ha d'estar equipat amb un sensor de retroalimentació de posició, com ara un sensor d'efecte Hall, un codificador òptic o un dispositiu de detecció EMF posterior.
Un altre tipus de motor BLDC utilitzat habitualment en robots és un motor pas a pas. En aquest cas, s'utilitza un electroimant de tipus interruptor que es troba al costat del nucli central de l'anell d'imants permanent. El motor passeig no "gira" de la manera habitual; en canvi, la velocitat s'incrementa gradualment mitjançant l'eix continu de gir, de manera que es pot aconseguir un cert angle de rotació o rotació contínua. El motor de passeig té control de moviment repetible; es pot tornar a la seva posició anterior quan sigui necessari.
El rang d'angle de pas és de 1,8 ° (200 passos / rev) a 30 ° (12 passos / rev). L'angle de pas o el nombre de passos depèn del nombre d'imants permanents que té el motor, però també es poden assolir valors fora d'aquest rang. de.
Per als motors de pas, si s'activen sense un pas de pas, es mantindran al seu lloc; Els motors de pas pot proporcionar un alt parell a baixes revolucions. La manera més senzilla de girar el motor de passeig és activar o desactivar el solenoide, però això pot provocar vibracions o vibracions. Hi ha algunes superposicions en les àrees d'aplicació de motors brushless i motors de pas. Els motors passeigs són més adequats per a aplicacions que requereixen avançades precises i accions de retirada (com la selecció i la col·locació), en comptes d'àrees que requereixen llargs períodes de rotació contínua, així com petites aplicacions on no es requereixi un alt parell o velocitat. A més, els motors passeigs tenen uns requisits d'eficiència energètica menors que els motors de corrent continu brushless. A més dels motors que figuren aquí, hi ha molts altres tipus per triar. La sèrie de motors és múltiple i complexa, amb moltes branques. Per exemple, un motor síncron d'imants permanents (PMSM) és una combinació d'un motor de CC sense escombretes (relatiu a un rotor) i un motor d'inducció de CA (en relació amb una estructura d'estator). Té les característiques d'alta eficiència energètica, alta densitat relativa per volum d'unitat, relació de parell / pes, temps de resposta ràpida i control relativament senzill, però el preu és relativament alt.
