Care sunt diferențele dintre îmbinările robotizate pneumatice și cele servo-controlate?

Ca furnizor deArticulațiile Robotului, am asistat direct la evoluția rapidă a tehnologiilor de îmbinare a roboților din ultimii ani. Două tipuri proeminente de articulații robot sunt articulațiile pneumatice și servo-controlate. În acest blog, voi explora diferențele dintre aceste două tipuri, care vă pot ajuta să luați o decizie informată atunci când selectați articulațiile potrivite pentru aplicațiile dvs. robotice.

1. Principii de lucru

Articulații pneumatice ale robotului

Îmbinările pneumatice funcționează pe principiul aerului comprimat. Aerul comprimat este stocat într-un rezervor și apoi eliberat într-un actuator pneumatic, cum ar fi un cilindru sau o diafragmă. Atunci când aerul comprimat intră în actuator, acesta creează o forță care mișcă pistonul sau diafragma, care la rândul său determină mișcarea articulației. Mișcarea este adesea liniară sau rotativă, în funcție de proiectarea actuatorului. De exemplu, într-un braț robotic pneumatic simplu, un cilindru pneumatic poate fi utilizat pentru a extinde sau retrage brațul, în timp ce un actuator rotativ poate fi utilizat pentru a roti brațul în jurul unui punct de pivotare.

Servo - articulații robot controlate

Servo - articulațiile controlate se bazează pe servomotoare. Un servomotor constă dintr-un motor, un mecanism de feedback (de obicei un encoder) și un circuit de control. Circuitul de control primește un semnal de comandă, care specifică poziția dorită, viteza sau cuplul articulației. Mecanismul de feedback monitorizează continuu poziția reală, viteza sau cuplul motorului și trimite aceste informații înapoi la circuitul de control. Circuitul de control ajustează apoi puterea motorului pentru a minimiza diferența dintre valorile dorite și cele reale. Acest sistem de control în buclă închisă permite controlul precis al mișcării articulației.

2. Caracteristici de performanță

Precizia mișcării

Îmbinările servo-controlate oferă o precizie semnificativ mai mare de mișcare în comparație cu îmbinările pneumatice. Sistemul de control în buclă închisă al servomotoarelor le permite să urmărească cu precizie poziția comandată, viteza și cuplul. Acest lucru face ca articulațiile servo-controlate să fie ideale pentru aplicații care necesită precizie ridicată, cum ar fi operațiunile pick-and-place în producția de electronice sau robotica chirurgicală. Pe de altă parte, îmbinările pneumatice sunt, în general, mai puțin precise din cauza unor factori precum compresibilitatea aerului și frecarea în actuatoare. Mișcarea articulațiilor pneumatice poate avea un anumit grad de depășire sau de joc, ceea ce poate afecta precizia funcționării robotului.

Viteză și accelerație

Îmbinările servo-controlate pot atinge viteze mari și accelerații rapide. Servomotorul își poate regla rapid ieșirea pe baza semnalului de control, permițând articulației să se miște rapid în poziția dorită. În schimb, îmbinările pneumatice sunt limitate în ceea ce privește viteza și accelerația. Debitul de aer comprimat și inerția componentelor actuatorului limitează viteza și accelerația maximă care pot fi atinse. Îmbinările pneumatice sunt mai potrivite pentru aplicațiile în care viteza și accelerația moderată sunt suficiente, cum ar fi sarcinile simple de manipulare a materialelor.

Sarcină - Capacitate de transport

Îmbinările pneumatice pot oferi o forță relativ mare, făcându-le potrivite pentru aplicații care necesită o capacitate de încărcare mare. Forța generată de un actuator pneumatic este proporțională cu presiunea aerului comprimat și cu aria pistonului sau a diafragmei. Cu toate acestea, capacitatea de încărcare a articulațiilor servo-controlate poate fi, de asemenea, destul de mare, mai ales atunci când se folosesc servomotoare cu cuplu ridicat. Avantajul articulațiilor servo-controlate este că pot menține un cuplu constant pe o gamă largă de viteze, ceea ce este benefic pentru aplicațiile în care sarcina variază în timpul funcționării.

3. Considerații privind costurile

Costul initial

Îmbinările pneumatice au în general un cost inițial mai mic în comparație cu îmbinările servo-controlate. Componentele pneumatice, cum ar fi cilindrii, supapele și compresoarele de aer sunt relativ ieftine. În plus, sistemul de control pentru îmbinările pneumatice este adesea mai simplu, ceea ce reduce și mai mult costul. Îmbinările servo-controlate, pe de altă parte, necesită servomotoare, codificatoare și circuite de control mai scumpe. Costul unei articulații servo-controlate poate fi de câteva ori mai mare decât cel al unei articulații pneumatice, în special pentru aplicații de înaltă precizie și cuplu ridicat.

Cost de exploatare

Costul de funcționare al îmbinărilor pneumatice include costul generării aerului comprimat, care poate fi semnificativ, în special pentru aplicațiile la scară largă. Sistemele de aer comprimat necesită energie pentru a funcționa compresorul de aer și pot exista și pierderi din cauza scurgerilor în liniile pneumatice. Îmbinările servo-controlate consumă energie electrică, dar consumul de energie poate fi controlat mai precis. În plus, îmbinările servo-controlate au în general o durată de viață mai lungă și necesită mai puțină întreținere în comparație cu îmbinările pneumatice, ceea ce poate reduce costul total de funcționare pe termen lung.

4. Scenarii de aplicare

Articulații pneumatice

Îmbinările pneumatice sunt utilizate în mod obișnuit în aplicații în care sunt necesare costuri - eficiență, simplitate și putere mare. Unele aplicații tipice includ:

• Producție de automobile: Îmbinările pneumatice sunt utilizate în liniile de asamblare pentru sarcini precum ridicarea, prinderea și presarea. Forța mare de ieșire a actuatoarelor pneumatice poate manipula componente grele, iar simplitatea sistemului pneumatic îl face ușor de integrat în linia de producție.
• Industria ambalajelor: Îmbinările pneumatice sunt utilizate la mașinile de ambalare pentru sarcini precum umplerea, sigilarea și etichetarea. Cerințele moderate de viteză și forță ale acestor aplicații fac îmbinările pneumatice o alegere potrivită.

Servo - Articulații controlate

Îmbinările servocontrolate sunt preferate în aplicațiile care necesită precizie, viteză și flexibilitate ridicate. Câteva exemple sunt:

• Braț robotizat în producția de electronice: articulațiile servo-controlate sunt utilizate în brațele robotizate pentru operațiunile pick-and-place ale componentelor electronice mici. Precizia ridicată și viteza îmbinărilor servo-controlate asigură amplasarea precisă a componentelor, ceea ce este crucial pentru calitatea produsului final.
• Roboți umanoizi: articulațiile servo-controlate sunt folosite la roboții umanoizi pentru a imita mișcările umane. Capacitatea de a controla cu precizie poziția, viteza și cuplul articulațiilor le permite roboților umanoizi să efectueze sarcini complexe, cum ar fi mersul, apucarea și interacțiunea cu mediul.

5. Ofertele noastre de produse

Ca furnizor deArticulațiile Robotului, oferim o gamă largă de articulații robot pentru a satisface diferite nevoi ale clienților. NoastreModule de imbinare pentru microroboțisunt concepute pentru aplicații care necesită îmbinări de dimensiuni mici și de înaltă precizie, cum ar fi micro-asamblarea și robotica medicală. Aceste module sunt compacte și ușoare, dar oferă performanțe excelente în ceea ce privește precizia mișcării și viteza.

De asemenea, oferimModule articulare ușoare, care sunt potrivite pentru aplicații în care reducerea greutății este importantă, cum ar fi roboții mobili și dronele aeriene. Aceste module sunt realizate din materiale ușoare, fără a sacrifica rezistența și performanța.

6. Concluzie

Pe scurt, articulațiile robotilor pneumatice și servo-controlate au propriile avantaje și dezavantaje. Îmbinările pneumatice sunt eficiente din punct de vedere al costurilor, simple și pot oferi o forță ridicată, făcându-le potrivite pentru aplicații în care precizie și viteză moderată sunt suficiente. Îmbinările servo-controlate, pe de altă parte, oferă precizie, viteză și flexibilitate ridicate, dar sunt mai scumpe. Atunci când alegeți între aceste două tipuri de îmbinări, este important să luați în considerare cerințele specifice ale aplicației dvs., cum ar fi precizia, viteza, capacitatea de încărcare și costul.

Dacă sunteți interesat de nostruArticulațiile Robotuluiproduse sau aveți întrebări despre selecția articulațiilor robotului, vă rugăm să nu ezitați să ne contactați pentru discuții suplimentare și negocieri de achiziții. Ne angajăm să vă oferim cele mai bune soluții pentru aplicațiile dumneavoastră robotizate.

Referințe

• Spong, MW, Hutchinson, S. și Vidyasagar, M. (2006). Modelarea și controlul robotilor. Wiley.
• Craig, JJ (2005). Introducere în robotică: mecanică și control. Pearson Prentice Hall.
• Parnianpour, M. (2011). Actuatoare și sisteme pneumatice. Springer.