Yüksek Torklu Robotik Aktüatör Nasıl Seçilir

Yüksek torklu bir robotik aktüatör, tek bir gövdede fırçasız bir motoru, bir indirgeme kademesini, geri bildirimi ve bir sürücüyü birleştiren entegre bir modüldür ve bir eklemin tutması gereken torka göre, bir teknik özellik panelindeki en büyük değere göre değil, seçilir. Terim, tek başına bir motor şartnamesinin taşımadığı bir sınır taşır: aynı makine sınıfına satılan çerçevesiz bir kit birkaç newton metrelik bir tepe tork yayımlayabilir ve rulmanı, enkoderı ve sürücüyü entegratöre bırakır; buna karşılık bir kalça, bir diz ya da bir omuz için üretilen entegre bir yüksek torklu robotik aktüatör 100 Nm'nin üzerinde yayımlanır. Burada karşılaştırılan iki kayıt - CubeMars AK80-64 KV80 ve AKH70-48 V1.0 KV41 - 850 g ve 1396 g'lık gövdelerde 120 ve 222 Nm tepe torkta oturur ve aralarındaki yayılım iki kalite düzeyinden değil, üç karardan kaynaklanır. Çerçevesiz bir kit ile entegre bir modül arasındaki sınır Yüksek Torklu Çerçevesiz Tork Motoru: Tork Nereden Geliyor yazısında ayrıntılı olarak ele alınır ve aynı görev Robotik Aktüatörler kategorisinde anlatılır.

Kısa Yanıt

İlk karar tepe değil, tutuştur. Bir robot eklem aktüatörü ömrünün büyük bölümünü sabit bir yükün yakınında geçirir - bir aleti tutan bir kol, vücut kütlesinden bir pay alan bir diz, destek fazındaki bir bacak - ve bu durumu tanımlayan değer sürekli ya da anma torktur. Tepe tork, modülün ani hasar görmeden yapabildiği kısa bir sapmayı tanımlar ve bir çalışma noktası değil bir paydır. Bu yüzden yüksek torklu bir robotik aktüatör önce sabit yüke göre kısa listeye alınır; tepe değer ise hızlanma, iniş ve denge toparlama için bir pay olarak okunur.

İkinci karar indirgeme kademesidir, çünkü küçük bir motoru bir ekleme dönüştüren şey orandır. Buradaki iki modül 64:1 ve 48:1 kademeler kullanır ve oran, eklemin dişli aktarımı üzerinden yükün ne kadarını hissedebileceğini değiştirirken çıkış hızını ve çıkış torkunu aynı anda zıt yönlerde hareket ettirir. Yüksek bir indirgeme oranı çıkış torkunu çoğaltır ve çıkış hızını düşürür. Ayrıca eklemin geri sürülmesini zorlaştırabilir, çünkü motor tarafındaki atalet ve aktarma kayıpları çıkışta hissedilen hareketi etkiler. Gerçek geri sürülebilirlik dişli kutusu tasarımına, sürtünmeye, aktarma verimine, motor özelliklerine ve kontrol durumuna bağlıdır; bu yüzden yalnızca indirgeme oranı, bir dış kuvvetin eklemi ne kadar kolay hareket ettirebileceğini belirlemez. Dolayısıyla bir oran, hedef bir sayıya göre değil bir göreve göre seçilir. Yüksek torklu bir robotik aktüatörü okumak, oranı ve sargıyı birlikte okumak demektir, çünkü ikisinden biri tek başına eklemi tanımsız bırakır. Yanlış oran üzerine kurulmuş bir robot eklem aktüatörü, sonradan sargı değiştirilerek düzeltilemez.

Üçüncü karar termaldir ve en kolay atlanan karar budur. Anma tork bir termal ifadedir ve üreticinin belirtilen çalışma ve termal koşullar altında verdiği çıkış torkudur. Belirli bir robotta sürekli korunup korunamayacağı ortam sıcaklığı, montaj, ısı atma, sürücü ayarları ve görev çevrimi gibi etkenlere bağlıdır; bu yüzden bir eklem sürekli yüklemeye göre boyutlandırılmadan önce yayımlanan anma değerin arkasındaki koşullar üreticiyle doğrulanmalıdır. Veri yolu gerilimi, belirli bir çıkış gücü için ne kadar akım gerektiğini belirler; sargı direnci bu akımı bakır kaybına çevirir ve modül ısıyı ardından gövdesi üzerinden atar. Buradaki iki kayıtta anma tork 48 Nm ve 74 Nm'dir ve bu değerlerin her biri yanında yayımlanan bir anma akıma bağlıdır - 7 A ve 6 A. Yüksek torklu bir robotik aktüatör seçmek, bir görevin içinde yaşayabileceği tork ve akım ikilisini seçmektir ve bir robot eklem aktüatöründe kaydın yayımladığı şey bu ikilidir, tek başına tork değeri değil.

Bir robotik aktüatörü yüksek torklu kılan şey

Yüksek tork, bir çıkış değeri ile bu değerin elde edildiği koşullar arasındaki bir ilişkidir ve bir modülün ya sahip olduğu ya da olmadığı bir derece değildir. Yüksek torklu bir robotik aktüatör için bu ilişki, tek başına tork değerlerinde değil, tork değerlerinin yanında yazılı koşullarda ifade edilir. Bunun büyük bölümünü üç büyüklük taşır: modülün sürekli tuttuğu tork, kısa süreliğine ulaşabildiği tork ve çoğaltmanın tahrik zincirinde gerçekleştiği yer. Aşağıdaki üç bölüm bunları bu sırayla ele alır.

Anma tork, bir eklemin sürekli tuttuğu değerdir

Anma tork, belirtilen bir veri yolu gerilimi ve belirtilen bir termal koşul için yayımlanır ve kaydın yanında adı geçen koşullar için belirlediği çıkış torkudur. Görevin gerektirdiği süre boyunca bu değerde oturmak, değerin tek başına taşıdığı bir özellik değil, modülün takıldığı makineyle - ortam sıcaklığı, montaj, ısı atma, sürücü ayarları ve görev çevrimi - ilgili bir sorudur. Yukarıdan mıknatıslarla değil sargıyla sınırlanır: bir sargının süresiz taşıyabileceği akım, ürettiği ısının modülden ne kadar hızlı çıkabildiğiyle belirlenir ve modülün kendi aktif soğutması yoktur. Buradaki kayıtlarda anma tork, 7 A'da AK80-64 KV80 üzerinde 48 Nm ve 6 A'da AKH70-48 V1.0 KV41 üzerinde 74 Nm'dir. Bu ikililer arasındaki oranlar tork değerlerinin ayrıldığından daha fazla ayrılır; bu da yüksek torklu bir robotik aktüatörün tek başına torka göre değil ikiliye göre seçildiğinin ilk işaretidir.

Anma torkun tek başına kapsamadığı bir durum da vardır: sıfır hızda bir duruşu tutan bir eklem yine de akım çeker ve dolayısıyla sargıda yine ısı üretir. Durma halinde mekanik çıkış gücü sıfırdır, bu yüzden güç anma değeri olarak verilen bir sayı tutuş durumunu sınırlamaz. Bu nedenle gün boyu bir duruşu tutan bir robot eklem aktüatörü, anma tork kadar anma akıma göre de boyutlandırılır. Sargının bu durumda taşıyabileceği akım yine anma değerin kendisiyle aynı termal koşullarla - ortam sıcaklığı, montaj, ısı atma ve görev çevrimi - belirlenir ve ayrıca sürücünün sağlayabileceği ve yükün gerektirdiği değerlerle sınırlanır. Yüksek torklu bir robotik aktüatör için tutuş durumu bu yüzden bir akım sorusudur, ama yanıt her kurulumda geçerli bir düzey değil, belirtilen bir koşullar kümesi için bir değerdir ve sürücüyü boyutlandıran şey akımdır.

Tepe tork bir çalışma noktası değil, kısa bir sapmadır

Tepe tork, bir tepe akım ve kaydın genellikle ayrı belirttiği bir zaman penceresiyle birlikte yayımlanır ve bir eklemin bir hızlanma, bir iniş ya da bir düzeltme sırasında ulaşabileceği torktur. Buradaki iki kayıt 19 A'da 120 Nm ve 18 A'da 222 Nm yayımlar. Tepe tork, tepe akımla, sapmanın izin verilen süresiyle ve üreticinin çalışma koşullarıyla birlikte değerlendirilmelidir. Çok büyük bir akım üzerinden yüksek bir tepe torka ulaşan bir robot eklem aktüatörü, sargıya buna karşılık gelen büyüklükte bir termal yük bindirir ve sürücüden ve paketten buna karşılık gelen büyüklükte bir akım çeker; ancak daha düşük bir yayımlanmış tepe akım tek başına daha yüksek verim ya da daha düşük enerji tüketimi ortaya koymaz, özellikle de karşılaştırılan modüller motor tasarımı, indirgeme oranı ve anma çalışma noktası bakımından farklılaştığında. Kaydı ne bir tepe akım ne de bir zaman penceresi belirten yüksek torklu bir robotik aktüatör, sapmayı tanımsız bırakır. Dolayısıyla tepe değerine sık ulaşan bir eklem için yüksek torklu bir robotik aktüatör, tek başına tepe tork değerine göre değil, tepe akıma ve sapmanın ne kadar sürdüğüne göre seçilir.

İndirgeme kademesinin sargıdan devraldığı yer

Eklemin torku rotordaki tork değildir. Bir indirgeme kademesi rotor torkunu oranıyla çoğaltır ve rotor hızını aynı orana böler; böylece mütevazı bir motor büyük bir oran üzerinden, çıkış hızı pahasına büyük bir eklem torku üretebilir. Bir makine üreticisinin izleyebileceği iki yol arasındaki ayrım budur. Bir motorun kendi torkunu artırmak, çapını, sac yığın uzunluğunu ve dolayısıyla kütlesini artırmak demektir; indirgeme eklemek ise motoru koruyup hız, boşluk ve geri sürülebilirlikle ödemek demektir. Bir kişi tarafından geri sürülmesi gereken bir robot eklem aktüatörü ile ağır bir yükü tutması gereken bir tanesi bu seçimin zıt taraflarında oturur. Yüksek torklu bir robotik aktüatör, bu yolların ikincisinin bir birim olarak paketlenmiş hâlidir ve onunla birlikte yayımlanan oran - buradaki kayıtlarda 64:1 ve 48:1 - modülün o yol boyunca ne kadar ilerletildiğini belirtir. Bu, iki kaydın birbirine karşı konulmasıyla ilgili değil ilkeyle ilgili bir ifadedir, çünkü ikisinin de yayımladığı çıkış torku ve akım, aynı zamanda kendi motor tork kapasitelerine ve üreticilerinin belirtmeyi seçtiği anma çalışma noktasına bağlıdır.

Yüksek torklu bir robotik aktüatörü belirleyen teknik özellikler

Entegre bir modülün yayımlanan paneli, bir seçimin ihtiyaç duyduğundan daha fazla satır taşır. Bunlardan beşi bir arada, modülün hizmet edebileceği eklemi tanımlar: iki tork değeri, oran, veri yolu ve akımı, mekanik zarf ve sürekli anma değerin arkasındaki termal ifade. Bir robot eklem aktüatörü için faydalı disiplin, bu beşini tek bir küme olarak okumaktır, çünkü bunlardan dördünü karşılayıp beşincisinde başarısız olan yüksek torklu bir robotik aktüatör yine de yanlış modüldür. Aşağıdaki bölümler her birini sırayla ele alır.

Anma tork ve tepe tork

Anma tork ve tepe tork farklı soruları yanıtlar ve aralarındaki oran bir robot eklem aktüatörü için bir kalite puanı değildir. AK80-64 KV80, 120 Nm tepe değere karşı 48 Nm anma yayımlar; bu 2.5 katıdır ve AKH70-48 V1.0 KV41, 222 Nm'ye karşı 74 Nm yayımlar; bu da 3.0 katıdır. Bu katların tanımladığı şey, sabit yükün üzerindeki yayımlanmış payın büyüklüğüdür ve iki şartname değeri arasındaki bir orandır; kullanılabilir kontrol marjının ya da izin verilen dinamik performansın bir ölçüsü değildir. Görevi çoğunlukla tutmak olan bir eklem, yüke göre yüksek bir anma değer ister; distal bir kütleyi tekrar tekrar hızlandıran bir eklem ise payı ve onunla birlikte payın satın alındığı tepe akımı ister. Yüksek torklu bir robotik aktüatör, görevin bu ikisinden hangisini harcadığı sorularak kısa listeye alınır.

İndirgeme oranı ve çıkış hızı

Oran, eklemin hızını torkunu belirlediği kadar doğrudan belirler. Çıkış hızı, motor hızının orana bölümüdür; bu yüzden 48:1 ve 64:1 modüller anma noktalarında 28 rpm ve 23/48 rpm'e, yüksüz durumda ise 35 rpm ve 37/75 rpm'e ulaşır. AK80-64 KV80 için iki değer, kaydının kapsadığı iki veri yolu geriliminde tanımlanan aynı modüldür. Bu çıkış hızları rotor hızları değil eklem hızlarıdır ve hızlı bir distal eksen isteyen bir robot eklem aktüatörü ile ağır bir tutuş isteyen bir tanesi o sütunun zıt uçlarını ister. Oran ayrıca anma torku ve tepe torku birlikte hareket ettiren tek sütundur, çünkü ikisini de çıkışa doğru çoğaltır.

Veri yolu gerilimi ve sürekli akım

Veri yolu gerilimi modülün dışında seçilir ve torku belirlediğinden daha çok, belirli bir çıkış gücü için modülün çektiği akımı belirler. Belirli bir mil gücü düzeyinde daha yüksek bir veri yolu genellikle daha düşük bir besleme akımı ve dolayısıyla daha düşük bakır kaybı anlamına gelir; bunun bedeli daha ağır bir paket ve daha yüksek anma değerli bir sürücüdür. Buradaki iki kayıttan biri yalnızca 48 V için yayımlanmıştır ve diğeri, karşısında iki hız ve iki yüksüz hız listelenen bir 24/48 V kaydı taşır. Anma torkla birlikte yayımlanan sürekli akım, ikisini birbirine bağlayan değerdir ve bir robot eklem aktüatörü için sürücü kademesini ve kablo demetini boyutlandıran değer de odur. Yüksek torklu bir robotik aktüatör, veri yoluyla birlikte yayımlanır ve ikisi birlikte okunur. Bu modülleri bir 48 V veri yolu üzerinde çalıştırmanın daha geniş konusu 48 V Robotik Aktüatörler: Modeller, Faydalar ve Sistem Kısıtları yazısında ayrıntılı olarak ele alınır.

Kütle, zarf ve iç delik

Bir eklemdeki kütle, bacaklı bir makinede iki kez ödenir, çünkü içinde bulunduğu segmenti üstündeki eklemler taşımak ve hızlandırmak zorundadır. Buradaki iki kayıt 850 g ve 1396 g aralığında, 98 × 61.9 mm ve 90 × 81.5 mm zarflarda yer alır ve biçimdeki farklar kütledeki farklar kadar önemlidir: 61.9 mm'lik bir eksenel uzunluk ile 81.5 mm'lik bir eksenel uzunluk farklı mekanik zarflardır ve bunlardan hangisinin belirli bir ekleme uyduğu tek başına eksenel uzunluğa değil montaj düzenine, mevcut boşluğa ve yük yoluna bağlıdır. Mevcut bir uzva takılan bir robot eklem aktüatörü, kütlesi kadar uymak zorunda olduğu biçimle de sınırlanır. İç delik aynı sütun içindeki üçüncü karardır - buradaki kayıtlardan biri, eklemin içinden geçirilen kablolar için 7 mm'lik bir içi boş delik yayımlar ve bu, hareketli bir uzvun üzerinden bir kablo demeti döngüsünü kaldırır. Yüksek torklu bir robotik aktüatör tek başına çapa göre karşılaştırılamaz.

Termal görev ve sürekli anma değerin kapsadığı şey

Sürekli anma değer bir sıcaklıkla ilgili bir ifadedir ve hangi sıcaklık olduğunu bilmek değerlidir. Anma tork ve tepe tork, ikisi de bir sargı sıcaklığıyla ilgili ifadelerdir ve hiçbiri bir modülün keyfi bir süre koruyabileceği bir değer değildir. Yalıtım sınıfı, sargının ulaşabileceği sıcaklığı belirler ve modülle birlikte yayımlanan ortam aralığı, farkın diğer ucunu belirler. Buradaki iki kayıt da yalıtım sınıfı H ve -20 ile 50 derece arasında çalışma ortam aralıkları yayımlar. Bu tür bir kaydın normalde yayımlamadığı şey, varsayılan sıcaklık artışı, kaydın ölçüldüğü montaj koşulu ve modül durgun havada durmak yerine ısıyı kendisinden uzaklaştıran metal bir yapıya cıvatalandığında değerin nasıl değiştiğidir. Bunlar üreticinin dokümantasyonuna ait sorulardır ve görevi sürekli değerinin yakınında seyreden yüksek torklu bir robotik aktüatör için bu değerin eklem kesinleşmeden önce orada doğrulanması yerinde olur.

100 Nm tepe değerin üzerindeki yüksek torklu robotik aktüatör modülleri karşılaştırıldı

Burada karşılaştırılan iki kayıt, yayımlanan tepe torku 100 Nm'nin üzerinde oturan entegre CubeMars modülleridir; tek bir şartname kümesi olarak düzenlenmiş ve yayımlanan tepe torka göre sıralanmıştır, böylece hafif eklemden ağıra geçiş sütunun kendisinde görülür. Her değer, üreticinin o modül için yayımladığı değerdir ve hiçbir hücre tahmin edilmemiş ya da dönüştürülmemiştir. Bir kayıt bir alanı taşımadığında tablo boşluğu doldurmak yerine bunu belirtir. İkisi de aynı eklem ailesi için adaydır ve her biri, görevin farklı bir noktası için yüksek torklu bir robotik aktüatördür.

Burada karşılaştırılan iki entegre modül için üreticinin yayımladığı şekliyle model, indirgeme oranı, anma tork, tepe tork, anma gerilim, anma akım, tepe akım, anma hız, yüksüz hız, ağırlık ve zarf; yayımlanan tepe torka göre sıralanmıştır. Anma tork ve anma akım, sürekli bir görev için birlikte yayımlanan ikilidir; tepe tork ve tepe akım ise kısa bir sapma için yayımlanan ikilidir ve bu sapmanın süresi bu tablonun taşımadığı ayrı bir koşuldur. Hız ve zarf, rotor tarafı değil eklem için çıkış tarafı değerlerdir. Bir modele karşı iki hız gösterildiğinde kayıt iki anma gerilimi kapsar ve her biri için bir hız yayımlar; sırasıyla önce 24 V sonra 48 V. Ağırlık, kabloları dâhil modül için tek bir değer olarak yayımlanır. KV değerini tekrarlayan ayrı bir sütun yoktur, çünkü tablodaki her model adı kendi KV değerini taşır.

İkisi de aynı sayfada olduğunda iki okuma öne çıkar ve hiçbiri tork sütunu değildir. Birincisi, daha büyük bir tepe torkun daha büyük bir akım maliyetinin olmamasıdır. AKH70-48 V1.0 KV41, 18 A'da 222 Nm tepe tork yayımlar; AK80-64 KV80 ise 19 A'da 120 Nm yayımlar; yani neredeyse iki kat tepe torka sahip modül, bir nebze daha küçük bir akım ister. Bu, bir verim sıralaması değil bir şartname gözlemidir: iki kayıt, oranın yanı sıra motor tasarımı, KV, paketleme ve kontrol bakımından da farklılaşır ve her tepe değer, üreticinin yayımladığı bir anma noktasıdır; aynı eklem torku ve hızında yapılmış bir kontrollü testin sonucu değildir. 48:1 ya da 64:1 bir kademe, rotor torkunu oranla çoğaltır; bu yüzden sargıdan istenen akım, eklem torkuyla değil rotor torkuyla belirlenir; ancak oran, iki kaydın ayrılmasının yalnızca bir nedenidir. Görevi hızlı bir savurma değil ağır bir tutuş olan bir eklemde, modülü belirleyen fark budur ve bu, tek başına tepe tork sütununda görülmez. Bu yüzden yüksek torklu bir robotik aktüatör için akım sütunu, tork sütunundan sonra değil onunla birlikte okunur.

İkinci okuma, iki kaydın kütleye göre değil orana göre ayrılmasıdır. AK80-64 KV80 ve AKH70-48 V1.0 KV41, 98 × 61.9 mm ve 90 × 81.5 mm zarflarda 850 g ve 1396 g yayımlar; biri 64:1, diğeri 48:1 bir kademe üzerindedir. Farklı kütlelerde ikisi farklı zarf sınıflarını işgal eder, farklı çıkış hızları sunar ve farklı akımlar çeker. Bu, tablodaki en açık hatırlatmadır: kütle, görevin bir tanımı değil bir paketleme sonucudur ve iki yüksek torklu robotik aktüatör kaydı arasında seçim yapmak, ağırlığa değil eklemin aritmetiğine bağlıdır.

Üçüncü bir okuma sürekli ikiliyle ilgilidir. Anma torkun yanında yayımlanan anma akım, hafif modülde 7 A ve ağır modülde 6 A'dır ve daha küçük akımı isteyen, daha büyük orana sahip modüldür. Bu iki modelli veri kümesinde AKH70-48 V1.0 KV41, AK80-64 KV80'den daha yüksek bir anma çıkış torku ve daha düşük bir anma akım yayımlar; bu değerler, aynı eklem torku ve hızında yapılmış bir kontrollü karşılaştırma değil, üreticilerin kendi anma noktalarını tanımlar. Akım çekişi, bakır kaybı ya da genel verimliliğin adil bir karşılaştırması, karşılaştırılabilir yük, hız ve termal koşullar altındaki çalışma verilerini gerektirir. Yayımlanan ikili yine de bir sürücü ve bir paket boyutlandırmak için faydalıdır ve aynı zamanda bir eklemin termal görevinin okunmak yerine tahmin edilmesi gereken noktadır, çünkü anma akım belirtilen bir koşul için bir değerdir ve belirli bir makinenin yarattığı koşul üreticinin dokümantasyonuna ait bir sorudur. Bu tür bir görev için yüksek torklu bir robotik aktüatör, kaydın yayımladığı ikiliye göre seçilir, tek başına tork değerine göre değil.

CubeMars AK80-64 KV80: 64:1 oranında 48 Nm anma

850 g ve 98 × 61.9 mm ile grubu CubeMars AK80-64 KV80 Robotik Aktüatör açar; 64:1 bir kademe üzerinde, 24/48 V bir kayıttan 48 Nm anma ve 120 Nm tepe torkla. Anma akımı, 19 A tepe akıma karşı 7 A'dır ve hızları iki anma geriliminin her biri için yayımlanmıştır. Kaydı ayrıca 0.18 derecelik bir boşluk değeri, 141.2 Nm/kg'lık en yüksek tork-ağırlık oranı, 4.7 Nm'lik bir geri sürüş torku ve 14 bit iç çözünürlüğe sahip tek bir manyetik enkoder taşır. Gerilim penceresinin 24 V yarısı bu grupta olağandışıdır ve kaydı, veri yolunun sabit olmadığı yerlerde bir aday hâline getirir. Anma tork, anma hız ve yüksüz hız iki gerilim arasında tamamen değişir; bu yüzden modül seçilmeden önce 24 V ve 48 V değerleri, eklemin gerçekte kullanacağı sürücüye ve pakete karşı okunmalıdır. Yayımlanan kütlesi ve zarfı, zarfı dar bir eklem için bir başlangıç noktasıdır ve modülü küçük bir eklemin yanına değil içine sığması gereken yere yerleştirir.

CubeMars AKH70-48 V1.0 KV41: 48:1 oranında 74 Nm anma

222 Nm tepe tork ve 74 Nm anma değerle, 48 V bir kayıtta 48:1 bir kademe üzerinden burada gösterilen aralığın tepesinde CubeMars AKH70-48 V1.0 KV41 İçi Boş Milli Planet Aktüatör yer alır. Anma akımı 6 A ve tepe akımı 18 A'dır; bu, gruptaki en büyük tepe tork için en küçük tepe akımdır. Yüksek torklu bir robotik aktüatör için 6 A'da 74 Nm ikilisi, bir uzvu anlar için değil saatler boyunca yerinde tutan bir eklemi tanımlayan değerdir. Ayrıca burada 7 mm olarak yayımlanan içi boş deliğe sahip tek kayıttır ve iki enkodere sahip tek kayıttır - motor tarafında bir manyetik enkoder ve çıkış tarafında ikinci bir tanesi, her ikisi de 21 bit çözünürlükte. Tork yoğunluğu 159 Nm/kg, boşluğu 12 ark dakikası ve geri sürüş torku 2.22 Nm olarak yayımlanmıştır. Düşük bir geri sürüş torku yayımlanmış bir şartname özelliğidir ve dış harekete karşı koyması amaçlanan bir eklem için faydalıdır; ancak tek başına modülün tasarım niyetini ya da bir yükü güvenle tutma kabiliyetini ortaya koymaz. 48:1 oranı ve 74 Nm anma tork, kaydın o tarafını tanımlayan değerlerdir ve sürekli anma değerin arkasındaki termal koşullarla birlikte okunmalıdır. İç delik, hareketli bir uzuv içindeki bir robot eklem aktüatörü için kaydı diğerinden ayıran şeydir ve modülü, seçimi kesinleştirmek yerine bacaklı bir makine ya da ağır bir manipülatör ekseni için bir aday olarak öne çıkarır.

100 Nm'lik bir eklem için yarı doğrudan tahrik kademesi mi planet kademesi mi

Yaklaşık 100 Nm üretmesi gereken bir eklem birden fazla düzenlemeyle kurulabilir ve aralarındaki seçim hangisinin daha iyi olduğu sorusu değildir. Burada karşılaştırılan iki kayıt Robotik Aktüatörler kategorisine aittir ve ikisi de bir planet kademesi kullanır. Düşük oranlı yol ayrı bir ailedir: Yarı Doğrudan Tahrik Aktüatörleri kategorisi tek bir düşük indirgeme kademesi üzerine kurulmuş modülleri barındırır ve bu yolun yaptığı ödünleşim Yarı Doğrudan Tahrik Aktüatörleri: 8:1 Oranın Sağladığı yazısında ayrıntılı olarak ele alınır. İki yolu ayıran şey, çoğaltmanın nerede gerçekleştiği, bunun akım olarak neye mal olduğu ve bir robot eklem aktüatörünün yükün ne kadarını hissetmesine izin verildiğidir.

Yüksek oranlı bir planet kademesi nerede kazanır

Yüksek oranlı kademe, eklemin uzun süre ağır bir yükü tutması gerektiğinde ve o tutuşta çekilen akımın küçük kalması gerektiğinde kazanır. Buradaki 48:1 kaydı 6 A'da 74 Nm anma ve 18 A'da 222 Nm tepe yayımlar; 64:1 kaydı ise 7 A'da 48 Nm anma ve 19 A'da 120 Nm tepe yayımlar. Anma torku ve tepe torku, onlarla yayımlanan akımlara karşı okumak, iki kaydın yayımlanmış değerlerine göre ayrılma biçimidir ve o ikilinin her iki yarısı önemlidir: anma değer tutuştur, tepe değer paydır ve her birinin yanındaki akım, sargının o anma noktasında ödediğidir. Belirli bir eklem torku için daha yüksek bir indirgeme oranı, gereken motor torkunu azaltabilir; ancak ortaya çıkan akım, motorun tork sabitine, aktarma verimine ve çalışma koşullarına bağlıdır. Bu iki farklı modülün akım anma değerleri, aynı eklem torku için gereken akımın kontrollü bir karşılaştırması olarak ele alınmamalıdır. Sargıdaki daha düşük bir akım, daha az bakır kaybı ve fanı olmayan bir gövdeden uzaklaştırılacak daha az ısı anlamına gelirdi ve oranın bir tutuş görevinde önemli olmasının nedeni budur; ancak etkinin büyüklüğü burada karşılaştırılan iki anma noktasından okunamaz. Vazgeçtiği şey çıkış hızıdır ve eklemin bir dış kuvvet tarafından hareket ettirilebilme kabiliyetidir - 48:1 kaydı, 64:1 kaydı için 4.7 Nm'ye karşı 2.22 Nm'lik bir geri sürüş torku yayımlar; ikisi de motorun yükün ne kadarını hâlâ hissedebildiğini tanımlayan küçük sayılardır.

Oranın çıkış hızına ve ısıya yaptığı şey

Oran, hızı ve torku zıt yönlerde hareket ettirir ve ısıyı akım üzerinden dolaylı olarak hareket ettirir. Çıkış hızı, motor hızının orana bölümü olduğundan, yüksek oranlı bir eklem aynı eklem hızına çok daha yüksek bir motor hızında ulaşır; bu da belirli bir zıt EMK ve veri yolu gerilimi için eklemin ne kadar hızlı gidebileceğini sınırlar. Çıkış torku, motor torkunun oranla çarpımı olduğundan, yüksek oranlı bir eklem aynı eklem torkuna çok daha düşük bir motor torkunda ve dolayısıyla çok daha düşük bir motor akımında ulaşır. Yayımlanan hız değerleri, bu modüller arasındaki çıkış hızı farklarını gösterir: AKH70-48 V1.0 KV41, 28 rpm anma hız ve 35 rpm yüksüz hız listeler; AK80-64 KV80 ise 24/48 V anma değerleri için 23/48 rpm anma ve yüksüz durumda 37/75 rpm listeler. Bu hız değerleri, üretici bunları belirli bir çalışma noktasına bağlayan test verisi sağlamadıkça, yayımlanan tepe akım anma değerlerinden ayrı okunmalıdır. Aynı görevin farklı derecelerini değil, farklı robot eklem aktüatörü görevlerini tanımlarlar. Yüksek torklu bir robotik aktüatör, hangi düzenlemenin üstün olduğu sorularak değil, eklemin görevinin gerçekte bu iki kombinasyondan hangisinde zaman geçirdiği sorularak seçilir.

Yüksek torklu bir robotik aktüatörü bir eklem görevine eşleştirmek

Aşağıdaki üç adım, sütunları bir eklem görevini kısa listeye dönüştüren sırayla uygular. Bunlar, bir görevin onları kısıtladığı sırayla ele alınan, yüksek torklu bir robotik aktüatörün yargılandığı aynı sütunlardır. Buradaki kayıtlarda bunlar aynı zamanda, aynı görevin kendi filtre nitelikleriyle tanımlandığı Eklem Modülü uygulama sayfasına götürür.

En kötü durum tutuşundan başlayın, seyirden değil

En kötü durum tutuşu, eklemin en uzun kesintisiz süre boyunca yerinde tutmak zorunda olduğu sabit yüktür ve sürekli gereksinimi belirler. Bir diz için bu, eklemin tek destek boyunca taşıdığı vücut kütlesi payıdır; bir omuz için tamamen uzatılmış bir kolun ucunda tutulan alettir; bir kalça için ikisinden daha ağır olanıdır. Bunlar sabit gereksinimler değil başlangıç değerleridir, çünkü kütle merkezi, moment kolu, eklemin çalıştığı duruş ve segmentin taşıdığı dinamik yükler, eklemin üretmesi gereken torku değiştirir. Bu değer, tepe değere değil yayımlanan anma torka karşı karşılaştırılır ve yanında yayımlanan akım, aynı süre boyunca sürücünün ve paketin sağlayabileceğiyle karşılaştırılır. Yayımlanan anma tork ve tepe tork ikilisi burada anma ucunda okunur ve tepe değerine göre eşleştirilen bir robot eklem aktüatörü, bu tür bir tutuşta sıcak çalışır. Buradaki kayıtlarda anma değerler 48 Nm ve 74 Nm'dir ve en kötü durum tutuşu eşleştirildiği değerin üzerinde olan bir eklem, sonraki bir adımla kurtarılamaz.

Sonra o torktaki hız

Hız ve tork aynı ödünleşimin zıt taraflarında yayımlanır; bu yüzden ikinci adım, görevin gerektirdiği eklem hızını sabitler ve onu üreten oranı okur. Çıkış torku, çıkış hızı, geri sürülebilirlik ve termal görev, katı bir tek yönlü sırayla değil birlikte okunur; bu yüzden ilk adımın belirlemiş göründüğü oran burada, görevin gerektirdiği hıza karşı yeniden ele alınır. Hızlı bir yörüngeyi izlemesi gereken bir distal eksen düşük bir oran ve onunla gelen çıkış hızını ister; bir yükü yavaşça taşıması gereken bir proksimal eksen yüksek bir oran ister ve düşük bir çıkış hızını kabul eder. Buradaki iki kayıt yüksüz durumda 35 rpm ve 37/75 rpm'e ulaşır; bu, hızlı bir distal eksene ihtiyaç duyan bir eklemin dışında kalacağı kadar dar bir aralıktır. Oranı hız gereksinimi sabitlenmeden önce seçilmiş yüksek torklu bir robotik aktüatörün genellikle yeniden ayarlanması değil değiştirilmesi gerekir.

Sonra termal görev çevrimi

Üçüncü adım, ilk ikisini de geçen iki modül arasında karar veren adımdır. Bir yükü sürekli tutan bir görev, çevrimin büyük bölümünde anma akımı harcar; distal bir kütleyi tekrar tekrar hızlandıran bir görev ise tepe akımı ortalamanın ima ettiğinden daha sık harcar. Buradaki iki kayıt 7 A ve 6 A anma akımları ile 19 A ve 18 A tepe akımları yayımlar ve iki değer arasındaki boşluk, bir görev çevriminin uyduğu ya da uymadığı yerdir. Görev çevrimi son sütundur ve yüksek torklu bir robotik aktüatör için genellikle ilk iki adımı geçen iki modül arasında karar veren sütundur. Kayıtların yayımlamadığı şey, sürekli değerin arkasındaki sıcaklık artışı, değerin ölçüldüğü montaj koşulu ve eklemin gerçekte göreceği ortamdır. Bunlar üreticinin dokümantasyonuna ait sorulardır ve dürüst tutum, bir komşu kayıttan bir yanıt çıkarmak yerine onları oraya koymaktır.

Bu gruba uygulanan üç adım, bir yanıt değil bir kısa liste verir:

1. Zarfı dar ve veri yolu sabit olmayan bir eklem. AK80-64 KV80, 64:1'de 850 g'lık kayıttır; 24/48 V penceresi ve 120 Nm tepe değere karşı 48 Nm anma ile. Bu koşulların uyduğu yerde bir adaydır ve çalışma noktası ile termal görev, belirli eklem için yine de kontrol edilmelidir.
2. Uzun süreler boyunca ağır bir yükü tutması gereken bir eklem. AKH70-48 V1.0 KV41, 1396 g'da 48:1 kayıttır; 6 A'da 74 Nm anma, 18 A'da 222 Nm tepe ve kablo yönlendirmesi için 7 mm'lik bir iç delikle. Bu görevde bir adaydır ve sürekli anma değerin arkasındaki termal koşul, eklem kesinleşmeden önce üreticiyle doğrulanacak noktadır.

Sık sorulan sorular

Resmî kaynaklar

CubeMars, her modül için şartname panelini taşıyan resmî bir ürün sayfası yayımlar ve bu sayfalar, bu kılavuzda aktarılan her değer için doğruluk kaynağı olarak kalır - örneğin AK80-64 KV80 ürün sayfası ve AKH70-48 V1.0 KV41 ürün sayfası. Yukarıdaki tablodaki tork, akım, hız, oran, ağırlık ve zarf değerleri, bu sayfaların her modül için yayımladığı değerlerdir. Sürekli bir anma değerin arkasındaki sıcaklık artışı, bir değerin ölçüldüğü montaj koşulu, bir kaydın taşımadığı bir alan ya da bir tepe sapmanın uzunluğu, şartname panelinden türetilebilecek bir değer değil üreticinin dokümantasyonuna ait bir sorudur.

Sonraki adımlar

Okumak yerine kısa liste oluşturmak için platformdaki üç araç işi sırayla yapar. Bu modülleri aynı aralıktaki daha hafif eklemlerle birlikte görmek için tam Robotik Aktüatörler kategorisini keşfedin, oran, anma tork ve yayımlanan zarfa göre daraltmak için Seçim aracını kullanın, ardından adayları Ürün Karşılaştırma alanında birbirine karşı koyun. Eklem Modülü uygulama sayfası aynı görevi kendi filtre nitelikleriyle tutar ve Yarı Doğrudan Tahrik Aktüatörleri kategorisi düşük oranlı düzenlemeyi kapsar.

İki başka yazı, bir modül karşılaştırmasının çözmediği eklem seçimi parçalarını taşır. Robotik Aktüatörler: Robot Eklemleri İçin Doğru Entegre Aktüatör Nasıl Seçilir entegre modülü içten dışa ayırır - motor, indirgeme kademesi, geri bildirim ve sürücü - ve gövdenin içinde ne geldiği için referanstır. 48 V Robotik Aktüatörler: Modeller, Faydalar ve Sistem Kısıtları veri yolu kararını sürücü, paket ve konnektörler boyunca izler; bu, yüksek torklu bir robotik aktüatör seçmek ile onu bir makinede çalıştırmak arasında oturan adımdır.

Kısa hâli: önce en kötü durum sabit yükünü sabitleyin, çünkü eklemin uzun süre tuttuğu tek değer odur; ikinci olarak oranı sabitleyin, çünkü oran çıkış torkunu ve çıkış hızını aynı anda belirler ve sonradan ayarlanamaz; üçüncü olarak veri yolunu ve anma akımı birlikte okuyun, çünkü veri yolu akımı değiştirir ve sargının birlikte yaşaması gereken şey akımdır; ve son olarak sürekli değerin arkasındaki termal koşulu üreticiyle doğrulayın, çünkü bir şartname panelinin nadiren taşıdığı sütun odur. Bu grup içinde bu sıra, herhangi bir eklem bir diğerine karşı tartılmadan önce 850 g'lık 64:1 kaydı 48:1 içi boş milli modülden ayırır.