Obr01 u

Trendy vývoja robotickej techniky, ale aj zložitých mechatronických strojových systémov a automatizovaných strojových zariadení prinášajú nové požiadavky na pohonové systémy, ktorých hlavnou funkcionalitou je prevádzanie riadiacej informácie na mechanický výkon (práca) potrebný na riadenú zmenu stavu a polohy (pohyb) akčného mechanizmu týchto zariadení.

 

Pohonové systémy spolu so systémom riadenia a komunikácie a mechanickým systémom (kinematika, dynamika prenosu pohybu, mechanické prevody, pohybujúce sa zotrvačné hmoty, vonkajšie sily a momenty), patria k rozhodujúcim subsystémom mechatronických sústav akčných mechanizmov takýchto zariadení. Medzi najpoužívanejšie pohonové systémy v robotickej a automatizačnej technike patria systémy postavené na elektrických rotačných pohonoch (aktuátoroch).
Súčasné elektrické rotačné aktuátory, určené pre robotickú a automatizačnú techniku, vychádzajú z koncepcie sériového usporiadania vnútorných hlavných funkčných časti, t. j. elektromotor a prevodovka sú usporiadané za sebou. Takéto usporiadanie má priamy vplyv na robustnosť obrysových rozmerov a vyššiu vlastnú hmotnosť aktuátora, čo pri ich osadzovaní do robotických ramien, môže nepriaznivo ovplyvňovať ich konštrukciu, zhoršuje pomerové usporiadanie obrysových rozmerov a hmotnosť robotického ramena. Priamy prejav tejto koncepcie je aj v energetickej bilancii a prevádzkových vlastnostiach robotického ramena (znižovanie rýchlosti a akcelerácie ramena z dôvodu vyššej vlastnej hmotnosti, resp. nutne zvyšovanie výkonu pohonu ramena pre dosiahnutie vyšších rýchlosti a akcelerácie ramena).
Pri vývoji inteligentného rotačného pohonu DriveBOT sa využil prístup postavený na integrácii elektrického motora do prevodového bloku, v paralelnom usporiadaní. Tento prístup umožnil vytvoriť koncepciu originálneho inteligentného modulárneho rotačného pohonu, zostaveného vzájomným spojením všetkých funkčne potrebných modulov do jedného kompaktného konštrukčného celku, obr. 1.

Obr. 1 Inteligentný rotačný pohon DriveBOT. Ilustračné foto: DriveBOT 03-A (viď vyššie)

Vyvinutý rad pohonov DriveBOT (6 typoradov) ponúka pre využitie výkony 110-470 W, menovité krútiace momenty 12-440 Nm, výstupne otáčky 13-139 ot/min. V porovnaní so súčasnými aktuátormi (výkonovo zhodnými) sa dosiahla 1,2-3 násobná redukcia dĺžky (typové rady: priemer 84-195 mm, dĺžka 82-159 mm) a hmotnosti (typové rady: hmotnosť 1,1-11 kg), obr. 2.
K ďalším kľúčovým vlastnostiam pohonov DriveBOT patrí : variantnosť výkonu výstupných parametrov bez zmeny usporiadania a zvýšenia obrysových rozmerov a hmotnosti pohonu, vysoký stupeň modulárnosti zaručujúci pružnú reakciu na požiadavky odberateľa (optimalizácia funkcionality, optimalizácia technických a ekonomických parametrov, vnútorná štruktúra podľa požiadavky), variantnosť parametra presnosti polohovania zaručujúca pružnú reakciu na požiadavky odberateľa, konštrukčná jednoduchosť zvyšujúca prevádzkovú spoľahlivosť a zaručujúca nižšie prevádzkové náklady, integrovaný energetický transmisivny systém s prenosom do 2 x 30 A. Dátový transmisívny systém s prenosom od 3x1 A  je bez potreby dodatočného káblového prepojenia, priama komunikácia cez vstupné komunikačné rozhranie Ethernet, CAN, RS485 alebo RS422, jednoduchosť vzájomného prepojenia pohonov cez výstupný energetický interfejs a komunikačný interfejs CAN.

 

 

Obr02 u

Obr. 2 Prvky pohonu DriveBOT: (1) Vstupný modul, (2) Brzdný modul, (3) Prevodový modul, (4) Prepojovací modul, (5) Výstupný modul

Pohony DriveBOT, zostavované na princípoch rozvoja vnútorných štruktúr s možnosťou zostavovania pohonov od jednoduchých až po zložité štruktúry v stanovenej typovej a výkonovej rade, naplňujú znaky:
• modulárneho systému – prvkami pohonového systému sú : (1) Vstupný modul (riadiaca časť a power management, pripojenie napájania, dátová komunikácia s rozhraním Ethernet, RS485 a RS422, a CAN), (2) Brzdný modul, (3) Prevodový modul, (4) Prepojovací modul (Transmisný systém - modul prenosu energie a dát), (5) Výstupný modul (energetický konektor pre pripojenie ďalšieho pohonu v sériovom zapojení, CAN konektor pre komunikáciu s nadväzujúcim pripojeným pohonom) ktoré sú systémovo zostavené do rozmerových radov,
• kompatibility prvkov systému – funkčne viazané moduly sú vzájomne kompatibilné (mechanická, energetická, riadiaca a komunikačná časť),
• pružnej reakcie na zostavenie pohonu na mieru požiadavky - ponuka pre širokú škálu technických, prevádzkových a parametrických požiadaviek od cenovo dostupných vyhotovení (nižšia trieda presnosti, jednoduchá vnútorná štruktúra) po štandardné vyhotovenia (štandardná a vyššia trieda presnosti, vyššia vnútorná štruktúra) – pohon sa zostavuje z modulov požadovanej výkonovej a parametrickej rady v požadovanej štruktúre ich usporiadania (špecifikácia objednávky odberateľa),
• širšej aplikácie typových radov – pohony pokrývajú potreby akčných mechanizmov širokej škály strojov a zariadení, limitom aplikácie pohonov sú rozmerové a výkonové parametre typovej rady, výhodou je možnosť zostavenia pohonu priamo na mieru aplikácie (štruktúra pohonu, parametre a vlastnosti pohonu),
• inštalácia pohonu – pohon sa inštaluje zásadne cez určené montážne príruby, riešenie prírub umožňuje štyri spôsoby upnutia pohonu v mieste uloženia a v mieste pripojenia na akčný člen.
Inteligentné elektrické pohony DriveBOT, vyhotovené koncepciou „všetko v jednom“, vynikajú kompaktnosťou, malým pomerovým usporiadaním obrysových rozmerov, variantnosťou výkonu a výstupných parametrov, sú moderným prvkom pre stavbu mechatronických sústav akčných mechanizmov robotickej a automatizačnej techniky, ako sú:
• Kolaboratívne roboty
• Robotické ramená
• Polohovadlá
• Uchopovacie hlavice
• Výrobné stroje
• Mobilné platformy
• Dopravníky
• Periférne zariadenia

 

Obr03 u

Obr. č. 3 Príklady využitia pohonu DriveBOT v akčných mechanizmoch robotickej a automatizačnej techniky

TEXT/FOTO SPINBOTICS

® Produkt prezentovaný v tomto príspevku je chránený registrovanou ochrannou známkou.