機(jī)器人技術(shù)倚靠單電纜技術(shù)中的數(shù)字化電機(jī)反饋

目前，尚有約90?%的機(jī)器人應(yīng)用性質(zhì)為共存或配合，人機(jī)協(xié)作(HRC)所占的比例(目前約10?%)未來將顯著提高。同時(shí)，機(jī)器人技術(shù)市場將整體得以發(fā)展——主要是在工業(yè)4.0和隨之而來的工作流程靈活化和機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測新途徑的推動(dòng)下。電機(jī)反饋接口產(chǎn)品經(jīng)理Petr Osipov工學(xué)博士表示：“在伺服放大器與電機(jī)反饋系統(tǒng)之間僅需要最少的連接技術(shù)，而且在驅(qū)動(dòng)器與電機(jī)之間實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健且抗干擾的通信。”在傳統(tǒng)型機(jī)器人、協(xié)作型機(jī)器人和具有移動(dòng)式機(jī)械結(jié)構(gòu)的操縱系統(tǒng)中使用時(shí)，還有附加的獨(dú)特優(yōu)勢。

在 Delta 機(jī)器人中，當(dāng)其主要用于高動(dòng)態(tài)的拾放應(yīng)用時(shí)，緊湊且高分辨率的 EKS36 和 EKM36 電機(jī)反饋系統(tǒng)十分可靠

KOLLMORGEN機(jī)器人驅(qū)動(dòng)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)豐富

作為集成式自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及相應(yīng)機(jī)械制造組件的全球領(lǐng)先供應(yīng)商，KOLLMORGEN公司于2016年迎來了100周年慶典。豐富的運(yùn)動(dòng)控制設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)與特殊解決方案制定經(jīng)驗(yàn)令食品、包裝印刷業(yè)、金屬加工和生物醫(yī)學(xué)工程及眾多其他行業(yè)的機(jī)械制造商獲益頗豐。KOLLMORGEN在全球擁有1300余名員工，始終如一地提供以性能、質(zhì)量、可靠和簡便操作而出眾的創(chuàng)新解決方案。“許多年前，KOLLMORGEN首次致力于為機(jī)器人提供專用電機(jī)和驅(qū)動(dòng)解決方案。”Petr Osipov博士表示。從那以后誕生了一系列采用數(shù)字化單電纜解決方案的創(chuàng)新型驅(qū)動(dòng)套件，也可以非常順利地應(yīng)用于機(jī)器人技術(shù)中。“除了Hiperface DSL，我們還提供特有的穩(wěn)健且符合成本效益的SFD編碼器解決方案。”KOLLMORGEN產(chǎn)品經(jīng)理說道，“原則上，它是一種旋轉(zhuǎn)變壓器，其電子裝置將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字協(xié)議。”此驅(qū)動(dòng)套件主要基于AKM和AKD伺服驅(qū)動(dòng)器系列的伺服電機(jī)，不僅具有高功率密度和高轉(zhuǎn)矩密度，而且將布線需求降到最低。其配有HIPERFACEDSL?電機(jī)反饋系統(tǒng)，可滿足對于反饋信號分辨率的最高要求，例如在精確導(dǎo)引和定位機(jī)器人或者在高速應(yīng)用中。

單電纜技術(shù)具有結(jié)構(gòu)上的獨(dú)特優(yōu)勢

單電纜技術(shù)通常能力機(jī)械制造帶來一系列優(yōu)勢。僅需要單獨(dú)一根電機(jī)電纜——機(jī)器內(nèi)的布線工作量減半，因?yàn)槭∪チ苏拙幋a器電纜、兩個(gè)插塞接頭及所有敷設(shè)工作。“業(yè)內(nèi)特殊成本壓力的一個(gè)重要來源。”Petr Osipov博士稱。減少此類安裝工作后，所帶來的另一優(yōu)勢是減少錯(cuò)誤來源，單單在統(tǒng)計(jì)學(xué)方面就能顯著降低技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。最后，數(shù)字化電機(jī)反饋開辟了新的可能：從控制系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)器通信，對其進(jìn)行查詢與監(jiān)控。

采用帶HIPERFACE DSL?的單電纜解決方案還為機(jī)器人制造商帶來眾多其他具體優(yōu)勢。例如棄用一根電纜及其連接件也減輕了重量，不再需要為此施加動(dòng)能。除此之外，Petr Osipov博士解釋道：“在無損機(jī)器人功率的某些情況下，驅(qū)動(dòng)器還可以設(shè)計(jì)得更加小巧、節(jié)省空間和高能效。根據(jù)機(jī)器人內(nèi)采用單電纜電機(jī)反饋系統(tǒng)工作的驅(qū)動(dòng)器數(shù)量，整套驅(qū)動(dòng)技術(shù)算下來能夠?yàn)橹圃焐田@著降低成本。”該精簡還支持在機(jī)器人技術(shù)中也能看到的向日益復(fù)雜機(jī)器發(fā)展的趨勢，使其也可以在終端客戶處的較小區(qū)域內(nèi)節(jié)省空間地搭建。另一項(xiàng)結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢是簡化向活動(dòng)部件的布線。數(shù)字接口HIPERFACE DSL?的獨(dú)特設(shè)計(jì)對此負(fù)責(zé)，使混合電纜具有無與倫比的小橫截面積。同時(shí)，還能提供特殊扭轉(zhuǎn)性能和更高拖鏈適用性的版本——以保證所驅(qū)動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)的最佳運(yùn)動(dòng)靈活性。節(jié)省空間和重量的細(xì)纜可一直敷設(shè)到外部執(zhí)行器或夾取元件。同時(shí)，其有助于使機(jī)器人內(nèi)產(chǎn)生的電纜束盡可能保持細(xì)長，以便導(dǎo)線沿著機(jī)器人結(jié)構(gòu)或在機(jī)器人結(jié)構(gòu)內(nèi)部最佳延伸。

連接性和狀態(tài)監(jiān)測是最大優(yōu)勢

用于機(jī)器人技術(shù)的HIPERFACE DSL?的另一項(xiàng)優(yōu)勢是電磁兼容的數(shù)字信號傳輸(相比于模擬信號傳輸)，由此實(shí)現(xiàn)抵抗來自機(jī)器環(huán)境影響的最大安全性。這是電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器之間可以免干擾且無間斷通信和實(shí)現(xiàn)例如電機(jī)與驅(qū)動(dòng)軸狀態(tài)監(jiān)測的重要前提之一。“數(shù)字化單電纜電機(jī)反饋提供了以直方圖形式采集大量電機(jī)數(shù)據(jù)和借此快速識別干擾因素與故障原因的選項(xiàng)。”Petr Osipov博士解釋道，“運(yùn)動(dòng)特性、工作時(shí)長、電機(jī)溫度、消耗電流、轉(zhuǎn)速、速度和這些量的相應(yīng)變化可以說明狀態(tài)和驅(qū)動(dòng)器與機(jī)器狀態(tài)的預(yù)期發(fā)展，并在持續(xù)狀態(tài)監(jiān)測的范圍內(nèi)用于診斷目的及預(yù)防性維修。”在電子銘牌功能的支持下，還能通過HIPERFACE DSL?傳輸電機(jī)特性數(shù)據(jù)、序列號和訂貨號及其他數(shù)據(jù)，在檢修或更換時(shí)快速予以幫助。通過電機(jī)反饋系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測的結(jié)果使機(jī)器人和操縱系統(tǒng)的可用性得到優(yōu)化。同時(shí)，這為降低運(yùn)行成本開辟了巨大潛力，因?yàn)闊o需周期性檢查或預(yù)防性更換機(jī)器零件，而可以充分利用其最大使用壽命。

適用于所有機(jī)器人類型的帶HIPERFACE DSL?電機(jī)反饋系統(tǒng)

數(shù)字化電機(jī)反饋接口HIPERFACEDSL?為機(jī)器人技術(shù)帶來極為廣泛的優(yōu)勢和創(chuàng)新潛力，包括在工業(yè)4.0和智能工廠的環(huán)境下。由于SICK Stegmann廣泛的電機(jī)反饋產(chǎn)品組合，無論機(jī)器人的設(shè)計(jì)和要求如何都能適用。例如具有單圈20位分辨率的EKS36和額外具有多圈12位分辨率的EKM36系列的旋轉(zhuǎn)式電機(jī)反饋系統(tǒng)供關(guān)節(jié)機(jī)器人使用。其節(jié)省空間的結(jié)構(gòu)形式完美匹配緊湊型機(jī)器人設(shè)計(jì)。在安全技術(shù)上，其適合根據(jù)IEC61508標(biāo)準(zhǔn)最高SIL2的應(yīng)用。在帶有大型空心軸電機(jī)或力矩電機(jī)的關(guān)節(jié)機(jī)器人和SCARA機(jī)器人中，經(jīng)常使用具有每圈64個(gè)正弦/余弦周期和機(jī)械式12位多圈的結(jié)構(gòu)扁平的SES/SEM70或SES/SEM90旋轉(zhuǎn)式電機(jī)反饋系統(tǒng)。其空心軸設(shè)計(jì)允許在這兩種機(jī)器人類型上內(nèi)部走線——當(dāng)其被指定用作協(xié)作型機(jī)器人時(shí)。TTK50和TTK70線性電機(jī)反饋系統(tǒng)為笛卡爾線性機(jī)器人提供絕對長度測量和位置確定的理想解決方案?；诜墙佑|式測量原理，其完全無磨損且免維護(hù)。其他優(yōu)點(diǎn)有適用于最高10?m/s的移動(dòng)速度和惡劣的工作條件。在Delta機(jī)器人中，當(dāng)其主要用于高動(dòng)態(tài)的拾放應(yīng)用時(shí)，緊湊且高分辨率的EKS36和EKM36電機(jī)反饋系統(tǒng)同樣十分可靠。用于采用直接驅(qū)動(dòng)裝置的協(xié)作型機(jī)器人的EES/EEM產(chǎn)品系列以及具有25?mm或50?mm空心軸直徑的SES/SEM系列為產(chǎn)品組合擴(kuò)充了根據(jù)電容原理工作的電機(jī)反饋系統(tǒng)

用于與所有軸智能通信的平臺

HIPERFACE DSL?早已不僅僅只是領(lǐng)先的數(shù)字化電機(jī)反饋平臺，同時(shí)也是通往未來的技術(shù)跳板。SICK Stegmann憑借sHub?致力于多傳感器技術(shù)的實(shí)施，通過附加傳感器為更智能的維護(hù)理念提供新信息，讓電力驅(qū)動(dòng)裝置變得更加智慧。在此可以將與控制和維護(hù)有關(guān)的數(shù)據(jù)彼此分離，以便后者也能通過例如藍(lán)牙或NFC網(wǎng)關(guān)(NFC表示近場通信)以狀態(tài)監(jiān)測直方圖的形式在云端提供。從而逐步接近全軸智能化的目標(biāo)。