Come settore e come classe di tecnologia, la robotica sta cambiando e avanzando rapidamente. Che tu sia un hobbista o un ingegnere robotico esperto, devi conoscere ogni componente nei minimi dettagli. In alcuni casi, dovresti anche sapere come scegliere tra diverse varianti.
Questo è il caso dei motori dei robot. Non importa quanto ingegnose possano essere le articolazioni di un robot, hai bisogno del prodotto giusto per fornire tutto il movimento, la forza e la portata di metallo e plastica.
Quali tipi di motori per robot sono disponibili?
Esistono molteplici categorie di motori per robot. Ognuna ha sottotipi e le proprie applicazioni e vantaggi. Questo è un riepilogo dei tipi disponibili oggi.
Attuatori robotici
Esistono tre tipi di attuatori:
- Attuatori pneumatici:utilizzano aria compressa per funzionare. Con poche parti mobili, sono affidabili e facili da manutenere. Non possono controllare velocità, posizione e precisione come gli altri tipi, ma sono ideali per attività di magazzino come prelievo e carico.
- Attuatori idraulici:Questa è una buona scelta per i robot di grandi dimensioni che trasportano carichi pesanti. Utilizzano un fluido pompato a base di olio al posto dell'aria per fornire movimento. Sebbene più grandi e rumorosi di altri tipi, sono precisi, ma nel tempo possono verificarsi perdite di fluido.
- Attuatori elettrici:i motori elettrici convertono l'energia elettrica in energia meccanica. Sono il tipo più comune in tutte le categorie di robot oggi, poiché l'elettricità è una risorsa relativamente abbondante. Funzionano bene anche in robot di tutte le dimensioni, sono più compatti rispetto alla loro potenza in uscita e sono più facili da manutenere con un inquinamento quasi pari a zero.
Sebbene gli attuatori elettrici siano i più comuni e offrano la più ampia gamma di funzionalità nella robotica, possono rappresentare un rischio in ambienti contenenti esplosivi. Richiedono inoltre un sistema di comando più complesso rispetto ad altri tipi di motore.
Motori elettrici
All'interno della categoria dei motori elettrici, ci sono diversi tipi diversi. Questa categoria include i seguenti tipi:
- Motori a corrente alternata (CA):la corrente alternata può essere ottenuta da una normale presa a muro. I motori AC sfruttano questa abbondante fonte di energia per creare induzione elettromagnetica. Gli ingegneri preferiscono i meccanismi AC quando è richiesta una velocità costante. Tuttavia, sono rari al di fuori dei robot ad alta coppia su scala industriale.
- Motori a corrente continua (CC):Invece di usare una presa a muro, i motori DC in genere traggono energia da una batteria. I meccanismi DC sono disponibili in una varietà di dimensioni e offrono intervalli di carico altamente variabili, nonché tempi di risposta rapidi e manovrabilità rispetto ai modelli plug-in.
- Servomotori:Noti anche semplicemente come "servo" e comprendenti i servomotori industriali, questi sono alcuni dei motori di massima precisione disponibili. Supportano una regolazione degli errori quasi istantanea durante il funzionamento. Questi motori sono ideali per bracci robotici e altri tipi di robot collaborativi e robotici se hai bisogno di posizionamento preciso e coppia elevata in un piccolo pacchetto. Quando si utilizzano i servo, potrebbe esserci un ritardo tra i movimenti.
- Motori passo-passo:I motori passo-passo funzionano con incrementi molto piccoli per fornire una coppia elevata quando si tiene fermo un oggetto e un posizionamento preciso a ogni passo. La precisione di questi motori è spesso nell'ordine di 0.01 gradi e 0,1 millimetri. La coppia complessiva è simile a quella di un servomotore. I motori passo-passo sono più costosi da gestire rispetto ad altri tipi in termini di requisiti di potenza.
Come scegliere il motore giusto per il tuo robot?
Puoi controllare i punti sopra per restringere il campo dei motori che scegli per il tuo prossimo progetto di robotica. Tuttavia, prima di rileggerli tutti, crea un elenco di caratteristiche imperdibili di cui il tuo robot ha bisogno.
Quali compiti svolgerà e qual è il margine di errore nei suoi movimenti?
Esamina attentamente l'ambiente normativo per comprendere la tua tolleranza alla contaminazione. La contaminazione del motore non è solo una delle principali cause di guasti del motore, ma è anche una minaccia per la qualità del prodotto in un ambiente di produzione avverso al rischio.
In altre parole, non è detto che un attuatore idraulico debba essere abbinato a un impianto che richiede elevata precisione e pulizia, come quello alimentare o farmaceutico.
Ecco altri punti da tenere in considerazione quando si ricercano i vari tipi di motori per robot:
- Rapporto dimensioni/potenza:qual è la dimensione della tua build? Il robot deve muoversi in spazi ristretti o la potenza grezza è più importante delle dimensioni?
- Limitazioni di carico:Il tipo di azionamento scelto per il robot deve avere una coppia sufficiente a gestire i carichi previsti che dovrà trasportare.
- Precisione:Qual è la tolleranza per il movimento anomalo mentre il robot si muove? Hai bisogno di un motore che fornisca una correzione degli errori immediata e precisa?
- Affidabilità:Quanto è ben fornito il personale del tuo reparto di manutenzione? Con quale frequenza ti aspetti che il tuo robot venga sottoposto a manutenzione?
- Consumo di risorse:Non tutti i motori dei robot sono ecologici come gli altri. I motori passo-passo consumano energia anche in modalità standby, ma a volte sono l'unica opzione.
Motori per ogni robot
I motori spaziano dal livello consumer alle distribuzioni di robotica su larga scala. Se fai ricerche in anticipo sugli ambienti normativi e lavorativi, ti renderai presto conto che ogni programma di robotica ha un tipo di motore.