ENG
Связаться

Мотор для роботов RDrive
Добавьте эффективности в свой бизнес

Вам нужен мощный инструмент для собственного производства роботов? Или моторо для роботов манипуляторов с числовым программным управлением типа CNC? Тогда обратите внимание на мотор для робототехнике RDrive от компании Rozum Robotics.

RDrive

Мотор для роботов

RDrive — это мотор для роботов манипуляторов. Мотор отличается оптимизированным размером и весом, благодаря чему его легко интегрировать даже в небольшие механизмы. Несмотря на компактный размер, эффективность и крутящий момент мотора не снижаются.
RDrive — это подходящий вариант для отраслей, где важно экономное использование рабочего пространства и расходных материалов, а также детальный контроль и точность.

Как работает RDrive?

Подобно костям в человеческой руке, подвижные сегменты механической руки соединены с помощью роботизированных суставов. И, подобно человеческой руке, каждая часть — это отдельная сложная система, состоящая из множества тесно связанных между собой мелких деталей. RDrive — это структура с замкнутой цепью. Она включает в себя двигатель, систему управления, систему обратной связи и редуктор.

Как работает RDrive?

Подобно костям в человеческой руке, подвижные сегменты механической руки соединены с помощью роботизированных суставов. И, подобно человеческой руке, каждая часть — это отдельная сложная система, состоящая из множества тесно связанных между собой мелких деталей. RDrive — это структура с замкнутой цепью. Она включает в себя двигатель, систему управления, систему обратной связи и редуктор.

Шаг 1

Контроллер получает команду от управляющего устройства и создает профиль движения.

Шаг 2

На основе этого профиля контроллер генерирует сигналы для двигателя. Он задает скорость и траекторию движения.

Шаг 3

Зубчатые передачи увеличивают выходной крутящий момент.

Шаг 4

Энкодер контролирует процесс и передает сообщение обратно на контроллер.

Шаг 5

Контроллер анализирует сигнал от датчика. В случае ошибки контроллер настраивает перемещение на заданные параметры.

На производительность робота влияют характеристики компонентов. Рассмотрим ключевые компоненты мотора для роботизированной механической руки RDrive:

Серводвигатель переменного тока.
Приводит в движение.

Если двигатель для робота отвечает следующим требованиям, ваш робот манипулятор точно будет работать на высоте.

Двигатель должен быть компактным и в то же время обеспечивать высокую мощность на выходе. Наиболее подходящими и надежными решениями здесь являются серводвигатели переменного или постоянного тока. Они отличаются от обычных двигателей тем, что основаны на управлении с обратной связью и двигаются только после получения сигнала. Для моторов RDrive мы используем серводвигатель переменного тока. В таблице ниже показаны преимущества таких двигателей для робототехники.

Разница между серводвигателями переменного и постоянного тока

Вес и размер
AC

Легче и меньше

DC

Тяжелее и больше

Скорость и крутящий момент
AC

Частота приложенного напряжения и количество магнитных полюсов определяют скорость. Адаптирован к высокому крутящему моменту

DC

Напряжение питания при постоянной нагрузке пропорционально скорости. Менее приспособлен к высокому крутящему моменту

Стабильность
AC

Более стабильный

DC

Менее стабильный

Управление
AC

Более продуманное управление

DC

Простое управление

Цена
AC

Дороже

DC

Дешевле

Применение
AC

Больше в сервосистемах без дополнительных требований (ЧПУ)

DC

Сервосистемы, в которых сверхвысокая точность и повторение являются обязательными. (робототехника)

Шум
AC

Довольно шумный

DC

Менее шумный

Параметр AC DC
Вес и размер Легче и меньше Тяжелее и больше
Скорость и крутящий момент Частота приложенного напряжения и количество магнитных полюсов определяют скорость. Адаптирован к высокому крутящему моменту Напряжение питания при постоянной нагрузке пропорционально скорости. Менее приспособлен к высокому крутящему моменту
Стабильность Более стабильный Менее стабильный
Управление Более продуманное управление Простое управление
Цена Дороже Дешевле
Применение Больше в сервосистемах без дополнительных требований (ЧПУ) Сервосистемы, в которых сверхвысокая точность и повторение являются обязательными. (робототехника)
Шум Довольно шумный Менее шумный

Крутящий момент является основной характеристикой эффективности серводвигателя. Сколько силы может быть сгенерировано? Какова максимальная нагрузка для сервопривода? Это зависит от множества факторов — типа движения, редукторов, напряжения питания, скорости вращения вала, размера двигателя и т.д.

Мы создали 6 типов серводвигателей переменного тока для максимального соответствия разнообразным потребностям наших клиентов в зависимости от специфики их продукта.

Модель RDrive 50 RDrive 60 RDrive 70 RDrive 85 RDrive 110
Номинальная мощность 65 W 225 W 155 W 450 W 450 W
Номинальная скорость вращения 55 rpm 55 rpm 30 rpm 40 rpm 20 rpm
Напряжение питания 48 V 48 V 48 V 48 V 48 V
Действующее значение переменного тока 1,6 A 3,1 A 5 A 8,8 A 9 A
Рабочая температура 0...35 °C 0...35 °C 0...35 °C 0...35 °C 0...35 °C
Номинальный крутящий момент 11 Nm 39 Nm 49 Nm 108 Nm 216 Nm

Встроенный контроллер.
Управляет

Если мотор — это мускул, то схема управления — это мозг робота. Обычно эта схема основана на системе обратной связи контура управления: Контроллер передаёт команду двигателю, сравнивает фактические результаты с введёнными и, при необходимости, регулирует движения, скорость и траекторию. Чем ближе двигатель к нужному положению, тем медленнее он движется. Когда он достигает нужной точки, подача питания прекращается.

Контроллеры в RDrive одновременно маленькие и эффективные, что позволяет интегрировать их в компактный корпус серводвигателя. Продуманная конструкция экономит место, предотвращает использование дополнительных разъемов и снижает ЭМС (электромагнитную совместимость).

Встроенный контроллер.
Управляет

Если мотор — это мускул, то схема управления — это мозг робота. Обычно эта схема основана на системе обратной связи контура управления: Контроллер передаёт команду двигателю, сравнивает фактические результаты с введёнными и, при необходимости, регулирует движения, скорость и траекторию. Чем ближе двигатель к нужному положению, тем медленнее он движется. Когда он достигает нужной точки, подача питания прекращается.

Контроллеры в RDrive одновременно маленькие и эффективные, что позволяет интегрировать их в компактный корпус серводвигателя. Продуманная конструкция экономит место, предотвращает использование дополнительных разъемов и снижает ЭМС (электромагнитную совместимость).

Встроенные энкодеры.
Обеспечивают обратную связь

В роботизированной руке энкодер подобен приемнику или датчику обратной связи робота. Он определяет механическое движение двигателя, и то, как он меняет свое положение в пространстве и времени. Затем энкодер преобразует эту информацию в электрический импульс и посылает его в контроллер.

Датчики делятся на два "вида" — инкрементальные и абсолютные. Основное различие заключается в их подходе к отслеживанию.

Инкрементальному энкодеру для начала работы нужен ориентир. Другими словами, каждый раз, когда на датчик подается питание, энкодер не может сразу сообщить текущее положение и начинает отсчет с нуля, если только нет контрольной точки.

Датчик абсолютного отсчета генерирует уникальный код положения двигателя с помощью специальной шкалы и не нуждается в какой-либо калибровке. Как правило, инкрементальные энкодеры дешевле абсолютных, но последние имеют преимущество, которое трудно превзойти. Абсолютный энкодер не зависит от отключений электричества и не теряет позиционирование даже при разряде аккумулятора.

При выборе энкодера также настоятельно рекомендуется учитывать условия, в которых вы планируете использовать мотор для робота. Оптические сенсоры, в отличие от магнитных, устойчивы к электромагнитному воздействию, но сильно подвержены загрязнению пылью, влагой или вибрацией.

Магнитные энкодеры, используемые в RDrive, устойчивы к высоким температурам, вибрациям и неферромагнитным частицам. Сочетание двух энкодеров повышает точность и скорость всего процесса. В то время как один энкодер контролирует движение и частоту вращения выходного вала, другой передает данные о положении и частоте вращения ротора на контроллер. Связь с контроллером осуществляется по сети CAN.

Зубчатые передачи.
Поворачивают

Создание небольших, но мощных инструментов — это главное направление в промышленной робототехнике. Маленький двигатель может вращаться быстро, но не дает высокого крутящего момента. Именно здесь зубчатые передачи выполняют свою главную работу — они превращают высокую выходную скорость в высокий крутящий момент, и, в результате, повышают эффективность всего механизма. В моторах для роботов RDrive это передаточное отношение составляет 1:100. Таким образом, если серводвигатель генерирует 2 Нм входного крутящего момента, то выходной крутящий момент составит 200 Нм.

У некоторых серводвигателей нет коробки передач, поэтому она должна быть интегрирована отдельно. Это увеличивает риск отказов сцепления, несоответствия деталей и снижения общей эффективности мотора. Поэтому такие серводвигатели не лучший выбор для роботов.

В RDrive редукторы уже встроены. Интеграция позволила уменьшить размер роботизированной руки RDrive и гарантирует слаженную работу всех деталей.

Мы также решили проблему обратного хода. Расстояние между зубьями шестерен часто приводит к потере движения, снижению скорости и неточному позиционированию. Для поддержания быстроты и точности в сервомоторах RDrive используется гармоническая коробка передач с нулевым обратным ходом.

Волновая или гармоническая коробка передач состоит из наружного неподвижного кольца, внутреннего гибкого кольца и эллиптического генератора волн со стальными шарикоподшипниками. Такая конструкция позволяет достичь минимального обратного хода при точном управлении движением и высоком крутящем моменте. В приводе RDrive обратный ход составляет 0,3 аркмин.

Итак, подведем итоги. Почему RDrive?

Все в одном

В мотор для роботов RDrive входят редукторы, энкодер и контроллер. Такая интеграция:

  • Улучшает размеры мотора для роботизированной механической руки.
  • Гарантирует идеальное соединение между двигателем, редуктором, блоком управления и компьютером
  • Минимизирует риски сбоев и разбаланса.
  • Снижает производственные затраты и, следовательно, цену для конечного потребителя.

Компактный и легкий

Компактная конструкция RDrive уменьшает пространство, которое занимают Ваши роботы. Выберите размер, который больше всего соответствует Вашим целям:

  • RDrive 50 / имеет длину всего 88 мм / весит 0,55 кг
  • RDrive 60 / имеет длину всего 88 мм / вес 0,89 кг
  • RDrive 70 / имеет длину всего 88 мм / весит 0,91 кг
  • RDrive 85 / имеет длину всего 88 мм / весит 2,1 кг
  • RDrive 110 / имеет длину всего 88 мм / весит 3,9 кг

Эффективный и точный

Каждая деталь RDrive была разработана с учетом главной идеи робототехники — высокая точность при меньших размерах.

  • Пиковый крутящий момент (в зависимости от модели) 28-333 Нм
  • Два встроенных энкодера
  • Встроенная волновая коробка передач
  • Обратный ход 0,3 аркмин
  • Передаточное отношение 1:100

Надежный и удобный

RDrive — это простая в интеграции система. Это как высокотехнологичная головоломка, которую вы можете использовать для старта собственного производства роботов или модернизации уже существующих моделей:

  • Абсолютный энкодер
  • IP рейтинг 21
  • Соответствие стандартам ISO
  • Строгая политика в отношении поставщиков