Metoda prowadzenia robota stanowi rdzeń wykonywania jego ruchu, a wybór powinien opierać się na wymaganiach, takich jak nośność, dokładność, szybkość reakcji, koszt i zdolność przystosowania się do środowiska. Poniżej przedstawiono najczęściej stosowane metody sterowania robotami przemysłowymi, usługowymi i specjalnymi, sklasyfikowane i szczegółowo wyjaśnione zgodnie z zasadami i scenariuszami zastosowań:
1, napęd elektryczny (większość popularnych, odpowiednia dla większości scenariuszy)
Przekształcanie energii elektrycznej w energię mechaniczną za pomocą silników ma takie zalety, jak wysoka precyzja, szybka reakcja, czystość i brak zanieczyszczeń- oraz wygodne sterowanie. Jest to obecnie preferowana metoda jazdy robotów, zwłaszcza ramion robotycznych przemysłowych i robotów usługowych.
Ze względu na rodzaj silnika można go podzielić na:
1. Serwonapęd prądu stałego
Zasada: użycie serwomotoru prądu stałego (ze sprzężeniem zwrotnym enkodera) w połączeniu ze sterownikiem w celu uzyskania kontroli prędkości i położenia w pętli zamkniętej.
Cechy: prosta konstrukcja, niski koszt, wysoki moment rozruchowy,-stabilność przy niskich prędkościach, odpowiedni do scenariuszy małych i średnich obciążeń.
Zastosowania: Ramiona robotów stacjonarnych, małe pojazdy AGV, roboty usługowe (takie jak koła chodzące robota zamiatającego), roboty edukacyjne.
2. Serwonapęd AC
Zasada: silnik synchroniczny prądu przemiennego z magnesem trwałym + enkoder + sterownik serwo, pozwalający uzyskać-wysoką precyzyjną kontrolę położenia/momentu obrotowego poprzez sterowanie wektorowe.
Cechy: duża gęstość mocy, duża odporność na przeciążenia, niskie wytwarzanie ciepła, długa żywotność, odpowiednie do scenariuszy o dużym obciążeniu i-wysokiej precyzji.
Zastosowania: przemysłowe ramiona robotyczne (takie jak sześcioosiowe ramiona współpracujące, roboty spawalnicze),-najwyższej klasy pojazdy AGV, osie łączące obrabiarek CNC.
3. Silnik krokowy
Zasada: Wirnik silnika jest sterowany tak, aby obracał się stopniowo poprzez sygnały impulsowe (bez enkodera, sterowanie w-pętli otwartej), a kąt obrotu jest proporcjonalny do liczby impulsów.
Cechy: Niezwykle niski koszt, proste sterowanie, brak błędów skumulowanych (krótki skok), ale przy niskich prędkościach i małej nośności występuje zjawisko „pełzania”.
Zastosowania: Ramiona robotyczne niskiej klasy, drukarki 3D, lekkie mechanizmy pozycjonujące (takie jak małe przeguby robotów, mechanizmy pchające).
4. Bezszczotkowy napęd silnikiem prądu stałego (BLDC)
Zasada: zużycie inne niż szczotkowe, kontrolowane przez elektroniczny komutator w połączeniu z czujnikami Halla lub enkoderami w celu uzyskania kontroli w-pętli zamkniętej.
Cechy: Wysoka wydajność, niski poziom hałasu, długa żywotność (bez utraty szczotek), pomiędzy silnikami krokowymi i serwomotorami.
Zastosowania: Koła jezdne robotów serwisowych, śmigła dronów, przeguby robotów (od małego do średniego obciążenia), roboty medyczne (takie jak sprzęt rehabilitacyjny).
5. Napęd silnika liniowego
Zasada: Rozłóż obracający się silnik i bezpośrednio wyprowadzaj ruch liniowy (bez konieczności stosowania mechanizmów przekładniowych, takich jak śruby lub koła zębate).
Cechy: Zerowy luz przekładni, duża prędkość i przyspieszenie, wyjątkowo wysoka dokładność pozycjonowania (do poziomu mikrometra), ale wysoki koszt i znaczne wytwarzanie ciepła.
Zastosowania:-precyzyjne roboty przemysłowe (takie jak roboty do obsługi półprzewodników), sprzęt do cięcia laserowego,-najwyższej klasy przeguby liniowe ramion współpracujących.
2, napęd hydrauliczny (odpowiedni do dużych obciążeń i trudnych warunków)
Dzięki przekształceniu energii ciśnienia oleju hydraulicznego w energię mechaniczną i wykorzystaniu cylindrów lub silników hydraulicznych do uzyskania mocy wyjściowej, rdzeniem jest-zespół źródła oleju pod wysokim ciśnieniem + grupa zaworów sterujących.
Cechy:
Zalety: Niezwykle wysoka gęstość mocy (ładowność jest kilkakrotnie większa niż w przypadku pojazdów elektrycznych o tej samej objętości), duża odporność na uderzenia, odporność na wysokie i niskie temperatury, odporność na kurz i wodę.
Wady: zanieczyszczenie olejem, niska dokładność sterowania, niska szybkość reakcji i skomplikowana konserwacja (wymagająca regularnej wymiany oleju).
3, napęd pneumatyczny (odpowiedni do małych obciążeń,-scenariusze o niskim koszcie)
Wykorzystując sprężone powietrze jako źródło zasilania, ruch osiąga się za pomocą cylindrów lub silników pneumatycznych, których rdzeń składa się ze sprężarki powietrza, zaworu elektromagnetycznego i obwodu powietrza.
Cechy:
Zalety: Niezwykle niski koszt, prosta konstrukcja, czystość i-wolność od oleju (suche powietrze), odporność na zanieczyszczenia (pyło-odporność na-korozję), szybka reakcja (natychmiastowe zatrzymanie rozruchu).
Wady: słaba nośność (dotyczy tylko lekkich ładunków), niska dokładność pozycjonowania (ściśliwy gaz, podatny na uderzenia) i konieczność wspierania sprężarek powietrza.
Ogólnie rzecz biorąc, napęd elektryczny (zwłaszcza serwo prądu przemiennego) jest obecnie głównym wyborem robotów, podczas gdy napędy hydrauliczne, pneumatyczne i specjalne służą jako uzupełnienie, uwzględniając scenariusze z ekstremalnymi obciążeniami, środowiskami lub wymaganiami dotyczącymi precyzji.