Egy zsugorodó érzés
Gordon Moore, a Moore-törvény megalkotója
Jelenleg jó eséllyel egy kevesebb mint egy centiméter vastagságú okostelefont hordoz, amely nagyobb feldolgozási teljesítményű, mint azok a számítógépek, amelyekkel az űrhajósokat a Holdra vezették. Hogyan jutottunk idáig?
1965-ben az Intel társalapítója, Gordon Moore kijelentette, hogy a sűrű integrált NYÁK-áramkörbe épített tranzisztorok száma kétévente megduplázódik. A "Moore-törvény", ahogyan ismertté vált, az innováció több mint 50 éve tartotta magát.
Bár a zsugorodás üteme az utóbbi években kezdett elállni, az elektronikus áramkörök még mindig folyamatosan sűrűsödnek. A mozgásvezérlésben dolgozók számára ez azt jelenti, hogy könnyebb, kisebb és nagyobb teljesítményű, mikroméretű szervohajtási megoldásokat kínálunk a mérnököknek.
Miért van szükségünk kisebb szervohajtásokra?
Igen, az innováció lehetővé tette számunkra, hogy nagyon kis méretű szervohajtásokat hozzunk létre. Olyan meghajtókat, amelyek nemcsak kompaktabbak és intelligensebbek, mint a korábbi terjedelmes erősítők, hanem nagyobb teljesítménysűrűséggel is rendelkeznek, így továbbra is képesek a motorok számára a szükséges nyomatékot és sebességet biztosítani. De nem csak azért készítünk mikroméretű szervohajtásokat, mert megtehetjük; a kompakt szervohajtási megoldásoknak megvannak az előnyei.
Mivel a robotok egyre kisebbek, karcsúbbak és bonyolultabbak, olyan kisebb szervohajtási megoldásokra van szükségünk, amelyek elférnek bennük, miközben ugyanazt a teljesítményt nyújtják. Ez nem csak esztétikai kérdés, a kisebb és könnyebb szervohajtások jobbak a teljesítmény szempontjából.
Vegyünk egy egyszerű, többszörösen összekapcsolt cobot-kart. Minden további szegmens egy újabb motort és egy újabb meghajtást jelent minden egyes ízületben. Amikor egy csuklóban lévő motor elfordul, elegendő nyomatékot kell biztosítania ahhoz, hogy a cobot bázispontjától távolabb lévő összeköttetéseket megemelje. Ezért a szervohajtások súlyának csökkentése önmagában csökkenti a robot szükséges energiafogyasztását, és hatékonyabbá teszi azt.
A könnyebb szervohajtások az ízületekben csökkentik a kar felemeléséhez szükséges nyomatékot.
Most azt mondhatnánk, hogy "miért nem szereljük az összes szervohajtást a robot aljára, ahelyett, hogy az ízületekben lenne?". Ez elméletileg lehetséges, de nem túl praktikus. A szervohajtások és a hozzájuk tartozó motorok egyes ízületekbe történő beépítése nemcsak karbantartási szempontból kényelmes, hanem azt is kiküszöböli, hogy a robotkaron keresztül végig különböző hosszúságú motorfázis- és visszacsatolókábeleket kelljen vezetni. Ez nem csak a karbantartási rémálmot előzné meg, amikor egy sor kábelt kellene végigkövetni az egész karon, hanem az elektromos zajjal kapcsolatos visszacsatolási problémákat is megelőzné.
A gyárthatóság és a megbízhatóság érdekében sokkal jobb, ha kompakt, könnyű szervohajtások vannak, amelyek az egyes csuklókban lévő motorokkal együtt szerelhetők fel.
A kisebb szervohajtások kevesebb holt súlyt jelentenek a robotok elhasználódása miatt.
A helyhez kötött robotikán túl a kisebb szervohajtások a mobil robotikai alkalmazásokban is hasznosak. A kobot példájához hasonlóan, a kisméretű, könnyű szervohajtások a fedélzeten csökkenthetik a felesleges súlyt a hatékonyság javítása érdekében és/vagy nagyobb helyet biztosíthatnak egy nagyobb akkumulátor számára. Akárhogy is, a végeredmény egy olyan robot, amely keményebben és hosszabb ideig képes dolgozni a nap folyamán.
A súlycsökkentés gyakran elengedhetetlen az orvosi és katonai iparágakban is, különösen a hordozható berendezések esetében. Az űrhajózási alkalmazásokban a könnyűszerkezetes megoldások megtalálása kritikus fontosságú az üzemanyag-fogyasztás csökkentése érdekében a gravitációval szembeni küzdelemben.
Tetszik ez a cikk?
Kapjon ilyen blogokat közvetlenül a postaládájába!
Termék kiemelése: FlexPro®
FlexPro FE060-25-EM digitális szervohajtás
FlexPro® az ADVANCED Motion Controls legújabb digitális szervohajtáscsaládja. Ezen szervohajtások többsége "mikroméretű". Az élvonalbeli tervezéssel a FlexPro arra hivatott, hogy az AMC már amúgy is nagy teljesítményű és változatos termékválasztékának képességeit a kisebb helyigényű alkalmazásokra is kiterjessze.
A mindössze 1,5 x 1 x 0,6 hüvelyk (38 x 25 x 16 mm) méretű, mikro méretű FlexPro szervohajtás alapterülete körülbelül akkora, mint két hagyományos postabélyeg. Más szóval négy ilyen meghajtó elfér egy szabványos névjegykártyán. Az FE060-60C-EM például akár 60 amper folyamatos árammal is képes ellátni kefés, kefe nélküli, léptető és lineáris szervomotorokat.
A mikro méretű FlexPro modellek jellemzői a következők:
- 60 amperig terjedő csúcs- és folyamatos áramértékek
- 10-55 VDC vagy 20-90 VDC bemenet
- A legnagyobb teljesítménysűrűségű szervohajtások a ADVANCED Motion Controls eddig
- EtherCAT, Ethernet/IP, CANopen, RS485/232 Kommunikáció
- Támogatja az inkrementális kódoló, a BISS C-mode, az EnDat, a Tamagawa és a csarnokérzékelő visszacsatolását.
- Nyomaték, sebesség és pozíció üzemmódok
Oké, akkor miért nem minden szervohajtás kicsi?
A teljesítménysűrűség terén elért fejlődés ellenére a szervohajtások még mindig különböző méretekben készülnek
Mivel számos mikroméretű szervohajtás áll rendelkezésre, és ezek előnyei nyilvánvalóak, felmerülhet a kérdés, hogy az ADVANCED Motion Controls és más szervohajtóműveket gyártó cégek miért forgalmaznak és értékesítenek továbbra is nagyobb szervohajtásokat. Ez egy jogos kérdés, és ennek több oka is van.
Teljesítménysűrűség-korlátozások
A Moore-törvénynek megfelelően az elektronika folyamatosan egyre kompaktabbá válik. A legtöbb számítógépes alkatrésztől eltérően azonban a szervohajtásoknak nem csak logikai funkciókat kell ellátniuk - ténylegesen elegendő teljesítményt kell átadniuk a NYÁK-on keresztül egy motor meghajtásához.
A nagy teljesítményű motorok esetében ehhez sok áramra van szükség, és egy kis áramköri lapon csak annyi áramot lehet átpumpálni anélkül, hogy az alkatrészek túlmelegedés miatt megsérülnének, még hűtőventilátorok, hűtőbordák és egyéb hőkezelési technikák mellett is.
Ezenkívül a feszültség növekedésével a nyomtatott áramköri lapon a nyomvonalak közötti szükséges távolságnak is növekednie kell, hogy elkerülhető legyen a zajinterferencia vagy akár az ívek kialakulása.
Még akkor is, ha a lehetséges teljesítménysűrűség magán a NYÁK-on belül javul, korlátozó tényezővé válik olyan megbízható motor- és tápcsatlakozók megtalálása, amelyek nagy kimeneti áramot képesek kezelni olvadás nélkül, miközben még mindig jól illeszkednek a szervohajtásokhoz.
A nagy igénybevételű mozgásvezérlési alkalmazásokhoz egyszerűen nagyobb, nagy teljesítményű szervohajtásokra van szükség.
Költség vs. szükségesség
A nagy gépeknél a mikroméretű szervohajtások nem szükségesek, és néha nem is praktikusak.
A másik tényező a költségek és a szükségesség viszonya. Sok esetben a kevésbé kompakt meghajtók gyártása egyszerűbb és olcsóbb lehet, így természetesen alacsonyabb árúak is lehetnek. A kis meghajtók nagyon szépek lehetnek, de ha az alkalmazásnak nincs szűkös helyigénye, egy nagyobb, de olcsóbb meghajtó is elegendő lehet.
Ha egy nagy portálrendszert tervez, amelyben bőven van hely egy nagy szervohajtás felszereléséhez, akkor nincs értelme plusz pénzt fizetni egy apró szervohajtásért, amely gyakorlatilag semmilyen hatással nem lesz a teljesítményre.
Néha egy nagyobb méretű szervohajtómű nem csak elfogadható, hanem egyenesen előnyös. Képzelje el, hogy a felsőtestét mélyen be kell dugnia egy nagy gyártógépbe karbantartás céljából. Szeretne 10 percig görnyedve próbálni tucatnyi apró, krimpelt csapokkal ellátott klipszes csatlakozót csatlakoztatni a rossz megvilágításban, vagy csak be akarja csavarozni a tápkábeleket és néhány D-Sub csatlakozót, és 30 másodperc alatt kész van?
A kisebb meghajtók iránti kereslet és felhasználási terület minden bizonnyal bővül, de a nagy meghajtók iránti igény sem fog megszűnni.
Tetszik ez a cikk?
Kapjon ilyen blogokat közvetlenül a postaládájába!
Termék kiemelése: µZ
Az AxCent szervohajtás család egy alcsoportja, a µZ (Micro-Z) meghajtók apró, analóg, NYÁK-ra szerelhető szervohajtások. Azok számára, akik különösen könnyű megoldást keresnek a központosított vezérlési rendszerekkel rendelkező alkalmazásokhoz, ezek a kis meghajtók jelentik a megoldást.
A µZ szervohajtásokat kefe nélküli és kefés egyenáramú motorok nagy kapcsolási frekvenciájú meghajtására tervezték. A rendszer megbízhatóságának növelése és a kábelezési költségek csökkentése érdekében a meghajtókat úgy tervezték, hogy közvetlenül a NYÁK-ba integrálhatók legyenek. A mindössze 8,5 gramm tömegű µZ meghajtók 10A csúcs- és 5A folyamatos teljesítményt adnak le, és 10-36VDC buszfeszültség-tartományban működnek.
μZ AZBDC10A4 analóg szervohajtás
Jellemzők:
- Közvetlen lap-lap-lap integrációra tervezték.
- Nincs hűtőborda és nincs szükség további hűtőbordákra, ami a legkisebb beépített térfogatot eredményezi.
- Toll súlya, 8,5 gramm
- Méretek: (38,1 x 38,1 x 38,1 x 7,34 mm)
- Kompatibilis az alacsony induktivitású motorokkal
- ±10V vagy PWM/irányú parancsjelek
- 40 kHz kapcsolási frekvencia
Végső gondolatok
A mikroméretű meghajtók tökéletesek a cobotokhoz (együttműködő robotok), AGV-khez, fix robotikához, mobil robotikához, animatronikához, hordozható eszközökhöz, laboratóriumi automatizáláshoz, katonai berendezésekhez, űrkutatáshoz, orvosi berendezésekhez és valóban minden olyan alkalmazáshoz, amely kompakt és/vagy könnyű beágyazott megoldást igényel.
Olyan projekten dolgozik, amelyhez mikroméretű szervohajtóművet használna? Vegye fel velünk a kapcsolatot, és mi megtaláljuk az Ön számára legmegfelelőbb meghajtót. Az ADVANCED Motion Controls µZ és FlexPro™ szervohajtásai mind standard termékek, de ha mikroméretű megoldást keres, a lehetőségei nem korlátozódnak ezekre. Szívesen fejlesztünk egyedi mikroméretű szervohajtásokat, beleértve azokat is, amelyek ugyanazt az IMPACT™ architektúrát használják, amely a FlexPro™-t is lehetővé teszi.
A kisebb szervohajtások iránti igény az elkövetkező években csak növekedni fog, és aki ismer minket, az tudja, hogy mindig készen állunk a feladatra. Gyerünk!
Jackson McKay, marketing mérnök
