Альтернатива планетарному редуктору Neugart для коллаборативных роботов

Коллаборативные роботы стали одним из наиболее быстрорастущих сегментов промышленной автоматизации. В отличие от традиционных промышленных роботов, которые работают внутри защитных ограждений, коллаборативные роботы предназначены для работы вместе с людьми и требуют уникального сочетания точности, безопасности, компактности и динамических характеристик.

В течение многих лет прецизионные планетарные редукторы играли важную роль в разработке совместных роботов. Такие производители, как Neugart, завоевали прочную репутацию в области сервотрансмиссий, предлагая надежные и высокоточные решения для планетарных редукторов.

Однако по мере того, как коллаборативные роботы продолжают развиваться, многие производители роботов начинают изучать альтернативные архитектуры передачи, которые предлагают меньший вес, более высокую степень интеграции и улучшенные динамические характеристики.

Этот сдвиг стимулирует растущий интерес к модулям соединений роботов и интегрированным системам приводов, специально разработанным для робототехнических приложений.

Почему к коллаборативным роботам разные требования

Коллаборативные роботы существенно отличаются от обычного оборудования промышленной автоматизации.

Традиционные системы автоматизации отдают приоритет:

• Непрерывная работа

• Высокая грузоподъемность

• Механическая прочность

• Стабильное повторяющееся движение

Коллаборативные роботы должны дополнительно учитывать:

• Взаимодействие человека и машины

• Легкие конструкции

• Силовое управление

• Компактная конструкция соединения

• Гибкое развертывание

• Энергоэффективность

В результате компоненты трансмиссии, изначально разработанные для промышленного оборудования, не всегда могут представлять собой оптимальное решение для современных архитектур совместных роботов.

Сила планетарных редукторов в робототехнике

Планетарные редукторы остаются одной из наиболее широко используемых технологий трансмиссии в робототехнике.

К их преимуществам относятся:

• Высокий крутящий момент

• Превосходный механический КПД

• Надежная структурная жесткость

• Длительный срок эксплуатации

• Проверенная промышленная надежность

Эти характеристики делают планетарные редукторы очень эффективными в:

• Промышленные роботы-манипуляторы

• Сервосистемы автоматизации

• Упаковочное оборудование

• станки с ЧПУ

• Автоматизированные производственные линии

Для многих совместных проектов роботов планетарные редукторы по-прежнему являются надежным решением трансмиссии.

Однако новые тенденции в конструкции роботов предъявляют дополнительные требования, выходящие за рамки традиционных характеристик коробки передач.

Промышленность переходит в сторону лёгких роботов

Одним из наиболее значительных достижений в области совместной робототехники является спрос на более легкие системы.

Более легкий робот имеет ряд преимуществ:

• Более простая установка

• Низкое энергопотребление

• Улучшенные показатели безопасности

• Более быстрая реакция на движение

• Сниженные требования к двигателю

Каждый килограмм, снятый с руки робота, способствует повышению общей эффективности системы.

Традиционные архитектуры на основе коробки передач часто требуют отдельных компонентов, включая:

• Мотор

• Коробка передач

• Кодер

• Водитель

• Механические адаптерные конструкции

Несмотря на свою эффективность, эта конфигурация может увеличить общий вес соединения и сложность сборки.

Современные разработчики роботов все чаще ищут интегрированные решения, позволяющие снизить общую массу системы при сохранении высокой производительности.

Почему интеграция становится конкурентным преимуществом

Производители роботов находятся под постоянным давлением необходимости сократить циклы разработки и ускорить выпуск новых продуктов.

В результате интегрированные архитектуры актуаторов становятся все более популярными.

Вместо поиска и сборки множества независимых компонентов производители могут использовать готовые соединительные модули, которые сочетают в себе:

• Прецизионный редуктор

• Серводвигатель

• Кодер

• Электроника водителя

• Структурное жилье

в одном компактном блоке.

Такой подход дает ряд преимуществ:

Снижение инженерной сложности

Соединительные модули устраняют многие проблемы механического интерфейса, связанные с интеграцией отдельных компонентов.

Ускоренные циклы разработки

Предварительно интегрированные системы позволяют инженерам сосредоточиться на управлении роботами и разработке приложений, а не на интеграции трансмиссии.

Повышенная надежность

Компоненты, подобранные на заводе, могут уменьшить количество ошибок при сборке и улучшить согласованность производственных партий.

Лучшее использование пространства

Интегрированные конструкции максимально увеличивают доступное пространство внутри компактных роботизированных соединений.

Эти преимущества становятся все более важными при совместной разработке роботов.

Качество движения имеет большее значение, чем когда-либо

Ожидается, что коллаборативные роботы будут выполнять все более сложные задачи.

Примеры включают в себя:

• Точная сборка

• Производство электроники

• Уход за машинами

• Автоматизация лабораторий

• Медицинская помощь

Эти приложения требуют плавных и очень отзывчивых движений.

Ключевые показатели эффективности включают в себя:

• Точность позиционирования

• Повторяемость

• Динамический отклик

• Контроль вибрации

• Силовая чувствительность

Современные модули соединения роботов часто оптимизируются специально под эти требования.

Вместо того, чтобы адаптировать компоненты промышленной трансмиссии для использования в роботах, многие интегрированные актуаторы с нуля разрабатываются для управления движением роботов.

Такая философия проектирования помогает улучшить общую отзывчивость системы и точность управления.

Компактная конструкция суставов для коботов нового поколения

Ограниченность пространства продолжает бросать вызов разработчикам роботов.

Меньшие суставы позволяют:

• Более компактные роботы-манипуляторы

• Улучшенное соотношение вылета и веса

• Улучшенная производительность полезной нагрузки

• Большая гибкость в ограниченном рабочем пространстве

Интегрированные соединительные модули часто обеспечивают значительные преимущества по сравнению с традиционными архитектурами «двигатель-редуктор».

Такие функции, как:

• Конструкции с полым валом

• Компактные жилищные конструкции

• Интегрированная прокладка кабеля

помогают упростить конструкцию робота, поддерживая при этом расширенные возможности движения.

По мере того, как коллаборативные роботы становятся меньше и мощнее, эти конструктивные преимущества становятся все более ценными.

За пределами коробки передач: появление модулей шарниров роботов

Индустрия робототехники постепенно выходит за рамки традиционной концепции выбора трансмиссии.

Вместо того, чтобы спрашивать:

«Какую коробку передач выбрать?»

Инженеры все чаще задаются вопросом:

«Какая совместная архитектура лучше всего соответствует нашим целям проектирования роботов?»

Это представляет собой серьезный сдвиг в стратегии развития.

Современные суставные модули роботов ориентированы на:

• Производительность трансмиссии

• Согласование двигателя

• Интеграция управления

• Управление температурным режимом

• Структурная оптимизация

как целостная система.

Для производителей коллаборативных роботов, стремящихся повысить производительность и сократить сроки разработки, такой интегрированный подход часто дает неоспоримые преимущества.

Когда выбирать планетарную коробку передач

Планетарные редукторы остаются отличным выбором, когда приоритетами являются:

• Высокая грузоподъемность

• Промышленная долговечность

• Установленные сервоархитектуры

• Экономически чувствительные проекты промышленной автоматизации

• Области применения, требующие проверенной технологии редукторов

Они продолжают играть важную роль во многих секторах автоматизации.

Когда следует рассмотреть возможность использования интегрированного модуля соединения робота

Интегрированные модули роботизированных соединений могут дать преимущества, если проект требует:

• Легкие роботизированные конструкции

• Компактная конструкция соединения

• Ускоренная разработка продукта

• Упрощенная интеграция

• Высокий динамический отклик

• Совместная оптимизация роботов

Эти характеристики тесно соответствуют требованиям совместной робототехники нового поколения.

Заключение

Прецизионные планетарные редукторы заслужили свое место в качестве надежной технологии в области промышленной автоматизации и робототехники. Решения известных производителей продолжают обеспечивать превосходную производительность в широком спектре приложений.

В то же время совместная робототехника предъявляет новые требования к легкой конструкции, компактной упаковке, упрощенной интеграции и улучшенным характеристикам движения.

Поскольку конструкции роботов становятся все более сложными, многие производители расширяют свои критерии оценки, выходя за рамки выбора коробки передач и переходя к комплексным решениям для соединений роботов.

Для разработчиков совместных роботов, ориентированных на гибкость, эффективность и быстрые инновации, интегрированные совместные модули представляют собой все более привлекательную альтернативу, которая соответствует будущему направлению роботизированных систем движения.