A speciális együttműködő robotika egyik újítója a prototípustól a gyártásig tartó kritikus szűk keresztmetszetet a szabványos szervohajtásokról egy egyedi többtengelyes architektúrára való áttéréssel küzdötte le. Ez a konszolidáció jelentősen csökkentette a mozgásvezérlő hardverköltségeket és a fizikai alapterületet, miközben fenntartotta a biztonságos, emberközpontú interakcióhoz szükséges nagy sávszélességű impedanciavezérlést.
A kihívás: nagy pontosság szűk térbeli korlátok között
Egy fejlesztő egy magasan specializált, közvetlen emberi interakcióra tervezett együttműködő robotot (cobot) tervezett. A biztonságos és hatékony működéshez az alkalmazásnak többkarú szinkronizálásra volt szüksége, amely képes volt fejlett impedancia-szabályozásra (erő-visszacsatolás).
A vezérlőelektronikának egy erősen korlátozott, hangcsillapított fogyasztói házban kellett elférnie, ami kizárta a hagyományos ipari szekrényeket. Továbbá a rendszer rendkívül megbízható, biztonságos nyomaték kikapcsolás (STO) integrációt igényelt a közös biztonsági szabványoknak való szigorú megfelelés érdekében.
Az akadály: A teljesítmény és a csomagolás közötti kompromisszum
A kutatás-fejlesztés során a szabványos FlexPro®-meghajtások sikeresen bizonyították a műszaki koncepciót, biztosítva a szükséges nyomatéki sűrűséget és EtherCAT kommunikációs pontosságot.
Azonban ahogy a projekt a sorozatgyártás felé haladt, a fizikai csomagolási többletköltségek és a prototípus-konfiguráció tengelyenkénti egységenkénti gazdaságossága komoly akadályt jelentett.
A mérnöki csapat egy általános hardveres dilemmával szembesült: megtalálni a módját annak, hogy a prémium szintű, haptikus szintű teljesítményt úgy lehessen fenntartani, hogy közben ne lépjék túl a szigorú gyártási költségcélokat, és ne növeljék a fizikai alapterületet.
A megoldás: Építészeti konszolidáció
Az ADVANCED Motion Controls felismerte, hogy az akadályok inkább a redundáns csomagolásban és a megkettőzött alkatrészekben, mintsem az alapvető mozgástechnológiában rejlenek, ezért szerkezeti átalakítást javasolt. Mivel a robot tengelyei egymástól függetlenül működtek, az AMC egy egyedi kéttengelyes meghajtási megoldást fejlesztett ki, amely a két vezérlőtengelyt egyetlen nyomtatott áramköri lapra (PCB) vonta össze.
- Megszűnt a redundancia: A logikai áramkörök, tápbemenetek és kommunikációs interfészek megosztásával a tervezés megszüntette a kettős csatlakozók, házak és processzorok szükségességét.
- Egyszerűsített integráció: Az összevont kialakítás drasztikusan csökkentette a belső kábelezést, javította a légáramlást a kompakt házon belül, és csökkentette az összeszerelési időt.
- Egységesített kommunikáció: Az egyedi kártya egyetlen, áramvonalas EtherCAT-csomópontot mutatott be, egyszerűsítve a főirányító hálózati térképét.
Az eredmények: A termelési egység gazdaságosságának elérése
Az architektúrális fordulat lehetővé tette a fejlesztő számára, hogy sikeresen áthidalja a prototípus teljesítménye és a gyártási célok közötti szakadékot.
- Költséghatékonyság: A többtengelyes megközelítés jelentősen csökkentette a tengelyenkénti költségeket, és a teljesítmény feláldozása nélkül érte el a kívánt egységgazdaságosságot.
- A termelés elindítása: A szigorú anyagjegyzéki (BOM) célok teljesítése lehetővé tette, hogy a vállalat kilépjen a prototípusgyártási fázisból a teljes körű gyártásba.
- Folyamatos fejlesztés: A kezdeti konszolidáció sikere egy folyamatos mérnöki partnerséggé fejlődött, amely a rendszer mozgásvezérlő architektúrájának folyamatos optimalizálására összpontosít.
