Robot motor seleksi pertimbangan
Robot melakukan tugas-tugas tertentu yang pra-direncanakan perakitan kerja, bedah bantuan, gudang Antar Jemput-rias/pengambilan dan tugas-tugas bahkan berbahaya seperti tambang penghapusan. Robot hari ini tidak hanya menangani tugas-tugas yang sangat repetitif, tetapi juga melakukan fungsi rumit yang memerlukan fleksibilitas dalam arah dan gerak. Dengan kemajuan teknologi, kecepatan dan fleksibilitas, dan pengurangan biaya, robot akan secara luas diadopsi. Keuntungan biaya di bawah tenaga kerja juga menunjukkan fajar industri robot. Selain itu, visi mesin, daya komputasi dan kemajuan dalam jaringan juga akan mendorong adopsi aplikasi robot.
Pelaksanaan robot performa tinggi ini manfaat dari perbaikan berikut:
1. kompleks sensor;
2. mewujudkan daya komputasi dan algoritma real-time pengambilan keputusan dan tindakan;
3. motor yang cepat dan akurat kemajuan tenaga mekanik untuk mencapai tugas-tugas kompleks;
Ketika memilih jenis dan model motor, perancang harus mempertimbangkan tiga faktor utama untuk mempertimbangkan:
1. kecepatan minimum dan maksimum motor (dan percepatan);
2. torsi maksimum yang dapat memberikan motor, serta hubungan antara torsi dan kurva kecepatan;
3. akurasi dan pengulangan motor operasi (ketika sensor dan kontrol loop tertutup tidak digunakan);
Tentu saja, ada banyak faktor lain untuk dipertimbangkan ketika memilih sebuah motor, seperti ukuran, berat, dan biaya. Untuk hampir semua kecil untuk ukuran menengah robot drive, pilihan drive motor biasanya disikat DC motor, DC brushless motor (BLDC) dan stepper motor. (Namun, hidrolik dan pneumatik mesin adalah pilihan terbaik dalam kasus beberapa.)
Disikat DC Motor adalah teknologi motor DC yang tertua, paling sederhana dan terendah biaya. Karena kontak antara rotor dan sikat, rotasi motor rotor switch (membalikkan) Medan magnet berkelok-kelok di sekitar rotor. Kecepatan motor adalah fungsi dari tegangan terapan, sehingga persyaratan berkendara tidak tinggi, tetapi mengelola torsi sulit. Masalah Reliabilitas timbul selama operasi karena keausan pada sikat, kebutuhan untuk pembersihan dan pemeliharaan, dan kemungkinan untuk menjadi suara elektronik sumber (gangguan elektromagnetik). Karena masalah ini, dalam kebanyakan kasus, disikat DC Motor telah menjadi pilihan yang paling tidak menarik dalam desain robot.
Brushless DC Motor muncul pada 1860-an, dan mereka mendapat manfaat dari dua perkembangan: pertama, munculnya magnet permanen yang kuat, kecil, biaya rendah; kedua, munculnya kecil dan efisien elektronik switch (biasanya MOSFET)) untuk beralih arus yang mengalir ke gulungan. "Listrik pergantian" menggantikan pergantian mekanis motor disikat untuk mengontrol switching dari Medan magnet. Interaksi antara kumparan switching tetap sekitarnya dan magnet pada inti berputar menggantikan pergantian mekanis disikat motor, yaitu Medan magnet dan Medan listrik yang digunakan. interaksi antara. Dengan mengubah frekuensi switching MOFSET, kecepatan motor sehingga dapat dikontrol. Selain itu, motor controller memberikan kontrol yang lebih baik dari kinerja motor daripada sebuah motor disikat.
Bahkan lebih baik, maju algoritma seperti algoritma koreksi PID (proporsional-integral-turunan) atau FOC (berorientasi bidang kontrol, kadang-kadang dirujuk sebagai kontrol vektor) kontrol algoritma dapat dipadatkan ke motor controller. Ini sesuai operasi motor ideal untuk beban aktual dan perubahan beban, membuat kinerja motor lebih kuat dan akurat. Sebagai contoh, kontrol motor algoritma/program dapat membawa ke rekening faktor-faktor yang terkait seperti rotor inersia dan beradaptasi motor drive dan secara bertahap mengurangi kesalahan karena faktor-faktor mekanis. Sebuah algoritma memungkinkan untuk mengendalikan tepat percepatan dan torsi.
Dibandingkan dengan disikat motor, brushless motor (BLDC) memerlukan lebih canggih kontrol sirkuit tetapi dapat menunjukkan kinerja yang lebih baik. Biasanya BLDC motor perlu dilengkapi dengan sensor posisi umpan balik seperti sensor efek Hall, optik encoder atau kembali perangkat deteksi EMF.
Tipe lain dari BLDC motor digunakan di robot adalah stepper motor. Dalam kasus ini, elektromagnet switch-jenis digunakan, yang terletak di samping inti pusat cincin magnet permanen. Stepper motor tidak "Putar" dengan cara yang biasa; Sebaliknya, kecepatan secara bertahap meningkat dengan poros berputar terus-menerus, sehingga sudut tertentu rotasi atau rotasi terus-menerus dapat dicapai. Stepper motor memiliki kontrol gerakan berulang; itu bisa dikembalikan ke posisi sebelumnya bila diperlukan.
Kisaran sudut langkah adalah dari 1.8° (200 langkah/rev) untuk 30° (12 langkah/rev). Sudut langkah atau jumlah langkah tergantung pada jumlah permanen magnet motor memiliki, tetapi nilai-nilai di luar rentang ini juga dicapai. .
Untuk stepper motor, jika energi tanpa langkah menunjuk, mereka akan tetap di tempat; stepper motor dapat memberikan torsi tinggi pada rpm yang rendah. Cara paling sederhana untuk putar stepper motor adalah untuk mematikan solenoid dan mematikan, tetapi hal ini dapat menyebabkan jitter atau getaran. Ada beberapa tumpang tindih di daerah aplikasi brushless motor dan stepper motor. Stepper motor lebih cocok untuk aplikasi yang memerlukan tepat maju dan mundur tindakan (seperti memetik dan penempatan), bukan daerah yang memerlukan panjang periode rotasi terus-menerus, serta aplikasi kecil dimana torsi tinggi atau kecepatan tidak diperlukan. Selain itu, stepper motor memiliki kebutuhan efisiensi energi yang lebih rendah daripada brushless DC Motor. Selain motor yang tercantum di sini, ada banyak jenis lainnya untuk memilih dari. Seri motor banyak dan kompleks, dengan banyak cabang. Sebagai contoh, motor sinkron magnet permanen (PMSM) adalah kombinasi dari DC brushless motor (relatif terhadap sebuah rotor) dan motor AC induksi (relatif terhadap struktur stator). Ini memiliki karakteristik efisiensi energi tinggi, kepadatan relatif tinggi per satuan volume, torsi berat rasio, waktu respon yang cepat, dan kontrol yang relatif mudah, tapi harga relatif tinggi.
