כיצד מתאם M8 פותר את בעיית הקשר במהלך פעולת העוצמה הגבוהה {}}} של רובוטים?

一, מנגנון כישלון קשר תחת פעולת עוצמה גבוהה -}
כאשר ה- Kuka KR Cybertech Nanorobot מבצע טיפול בגלישה בתדר של 20 הרץ, מחבר M8 במפרק שלו צריך לעמוד בכוח השפעה חולף שנוצר על ידי תאוצה של 3G. בתנאי הפעלה אלה, מחברים מסורתיים מציגים לרוב שלושה סוגים של מצבי כישלון מגע:
התרופפות מכנית: ברובוט הריתוך של ABB IRB 1200, התדר הגבוה - התדר של הזרוע הרובוטית גרם להחליק קל של 0.05 מ"מ בחיבור M8 הברגה, וכתוצאה מכך תנודות מוגזמות בהתנגדות למגע.
עיוות אות: במערכת ההנחיות הוויזואלית של הרובוט Fanuc M-20IA, השפעה של 2 מ '/שניות גורמת לאות המקודד לנער עם שגיאה של 0.01 מעלות, וכתוצאה מכך לכישלון סנכרון רכישת תמונה.
שחיקה סביבתית: במהלך פעולת הליטוש של המוטומן של יסקאווה - gp8 רובוט, אבק מתכת פלש לפנים המחבר, מה שגרם להתנגדות הבידוד לרדת ל 50 מ 'Ω תוך 48 שעות.
מצבי כישלון אלה קשורים ישירות לאינדיקטורים של ביצועי מפתח של מערכות רובוט: בתרחישים של אריזת מוליכים למחצה, סטיית מסלול של 0.02 מ"מ עלולה להוביל לנזק רקיק; בקו הייצור של ריתוך הרכב, השדה האלקטרומגנטי החזק שנוצר על ידי זרם 2000A דורש שיעור שגיאות מחבר של פחות מ- 10 ^ -12.
2, מסלול הפריצה הטכנולוגי של מתאם M8
1. חיזוק תכנון הצימוד המכני
מתאם ה- - End M8 הגבוה מאמץ פרופיל חוט חוט סיבוב של Hirschman, בשילוב עם מבנה נעילה כפול, כדי להשיג תנודות של התנגדות מגע של פחות מ- 0.1M ω לאחר 10000 מחזורי הכנסה ומיצוי בבדיקת Taike Electronics. בתגובה לעומס הדינאמי של מפרקי הרובוט, תיבת מפעיל חיישן ההוטור משיגה חיבור מקומי בין חיישנים לארונות בקרה דרך מתאם M8, מקצר את אורך הכבל ב- 60% והפחתת הכוח האינרציאלי של הזרוע הרובוטית מתנדנדת ב -45%.
ברמת החומר, השילוב של מעטפת פליז מצופה ניקל וצלחת קפיץ מפלדת אל חלד מבטיח כי המתאם שומר על יציבות מקדם התפשטות תרמית של 12 × 10 ^ -6/ מעלה בטווח הטמפרטורה של -40 מעלות ל +85. מתאם M8 במערכת Siemens Simatic S7-1500, עם תכנון העמוד האחורי שלה וסיכות מגע רב, מגדיל את כוח האחיזה ל 100n, ומתנגד למעשה להשפעת ההאצה של 3G.
2. הגנה תלת מימדית לתאימות אלקטרומגנטית
בתגובה לדרישות הזמן הקפדניות - של מערכות בקרת רובוט, הפיתרון ההיברידי M8 של TE Connectivity מאמצת מבנה מגן על ארבע שכבות כדי להשיג הנחתת הפרעות אלקטרומגנטיות 40dB בתדירות של 1GHz. מתאם זה תומך בפרוטוקול Ethercat והעברת נתונים של 1 ג'יגה -בייט/שניות, ומשיג דיוק סנכרון שעון של 1 מיקרומטר לתנועה סינכרונית רב -ציר ביישומי אריזה מוליכים למחצה של רובוטים של סדרת QUATEC KUKA KR.
כדי להתמודד עם השדה האלקטרומגנטי החזק שנוצר על ידי זרם ריתוך, המתאם נוקט טבעת מגנטית של פריט ומבנה זוג מעוות בפנים כדי לדכא את המתח המושרה מתחת ל 10mV בזרם 2000A. בקו הייצור של ריתוך הרכב של הרובוט ESTON ES67H, תכנון זה מצמצם את שיעור שגיאות העברת האותות מתחת ל 10 ^ - 12, התומך בתדר בקרת לולאה סגורה של 500 הרץ.
3. הגנה פעילה להתאמה סביבתית
לצורך שחיקת נוזלים בתרחישים לעיבוד מתכות, מתאם M8 מאמץ הגנה כפולה של הסרט החיצוני TPU ואיטום שרף אפוקסי. לאחר 168 שעות של בדיקת ריסוס מלח, שינוי התנגדות המגע הוא פחות מ- 0.5%. במערכת הבקרה של Fanuc R {}}} 30iB, המתאם מצויד במודול חיישן טמפרטורה ומודול ניטור רטט, שיכול להעלות נתוני סטטוס חיבור בזמן אמת. בשילוב עם אלגוריתמים למידת מכונה, דיוק חיזוי התקלות יכול להגיע ל 92%.
לדרישות הקשר הבטיחותיות של רובוטים שיתופיים, המתאם משלב ממשק חיישן כוח ופרוטוקול אוטובוס בטיחות. במערכת הסיוע הכירורגי הרפואי של הרובוט U - o ur5, ניתן להפעיל עצירת חירום בתוך 0.1ms כאשר כוח המגע עולה על 2n. תכנון זה מאפשר למערכת הרובוט לעמוד בדרישות הגבול לכוחות ההשפעה על חלקי גוף האדם בתקן ISO/TS 15066.
3, פיתרון לתרחישי יישומים טיפוסיים
1. קו ייצור אריזות מוליכים למחצה
במערכת הטיפול בגלישה של Kuka KR Cybertech Nanorobot, מתאם M8 פותר את בעיית הקשר באמצעות שילוב הטכנולוגיה הבא:
באמצעות טכנולוגיית אתרנט (SPE) זוגי יחיד כדי להשיג מרחק הילוכים של 1000 מטר במהירות של 10MB/s
פונקציית העברת כוח משולבת של 400 וואט, ומפחיתה את מספר הכבלים ב- 30%
הוא מעוצב ברמת ההגנה של IP68, הוא יכול לעמוד בסביבת הלחץ החיובית והשלילית של חדרים נקיים
סכמה זו מצמצמת את שגיאת המיקום של טיפול בגלישה בין ± 0.1 מ"מ ל- ± 0.02 מ"מ, ומגדילה את יעילות הציוד הכוללת (OEE) ב- 18%.
2. סדנת ריתוך רכב
במערכת ריתוך הגוף הלבן של הרובוט של יסקאווה - gp8, מתאם M8 מתייחס להתערבות אלקטרומגנטית חזקה באמצעות החידושים הבאים:
באמצעות ליבת פריט ומבנה זוג מעוות, המתח המושרה בזרם 2000A מודחק מתחת ל 10mV
תומך בפרוטוקול IRT של Profinet כדי להשיג מחזור תקשורת זמן- זמן של 250 מיקרומטר
גישה סטנדרטית של אותות חיישנים דרך מתאם M12 ל- M8
תכנון זה מצמצם את שיעור הכישלון הנגרם כתוצאה מכתף ריתוך בין 3 פעמים בחודש ל- 0.2 פעמים, ומפחית את עלויות התחזוקה השנתיות ב- 65%.
3. רובוטים כירורגיים רפואיים
במודול המשוב של הכוח של המערכת הניתוח האינטואיטיבי DA VINCI XI, מתאם M8 מבטיח אמינות מגע באמצעות התכונות הבאות:
שימוש בחומר TPU בדרגה רפואית העונה על תקני תאימות ביולוגית של ISO 10993
ממשק חיישן כוח משולב 6 צירים, תדר דגימה עד 1kHz
יישום תקשורת בטיחות תפקודית באמצעות פרוטוקול Ethercat FSOE
סכמה זו מקטינה את עיכוב המשוב של הכוח במניפולציה של מכשירים מ- 50ms ל- 5ms, ומשפרת את הדיוק הכירורגי ב- 40%.