この時代に産業自動化、ロボットは、生産の正確でより良い品質のためにさまざまなプロセスを処理するために使用されます。完璧なロボットに最適なモーターを選択することは、特に産業向けにロボットを設計する際に常に困難な作業です。の適切な選択電気モーター産業用ロボットでは、腕の制御、位置、角度、直線運動を考慮するためにいくつかのパラメータが必要です。

産業用ロボットで使用されるモーター

モーターの選択は、戦略化と真剣な分析を必要とするロボット愛好家にとって最も理解されていない概念です。ロボットの重量、ホイールサイズ、および実装先のアプリケーションに基づいて、ロボットの速度、加速度、トルク要件を決定する必要があります。モーターには多くの種類があります。今日の市場で入手可能ですが、ほとんどが小さなページャーモーターです。サーボモーター、リニアモーター、ステッピングモーター DCギヤードモーターは、その応用分野に応じて産業用ロボットで使用されます。

モーターの不適切な選択は障害のあるロボットになってしまうので、すべての現実的な仕様を念頭に置いて、産業用ロボットを現実的、正確、そしてすべての産業プロセスのニーズを満たすのに最適なモーターのタイプはどれですか？

ここでは、産業用アプリケーションに選択する対応するモーターを選択するために、産業の専門家からこれらのモーターに関するいくつかの洞察を収集しました。

ロボットの正確で費用効果が高く信頼性の高い動作のために、利用可能なDC、ステッピング、ブラシレス、サーボモーターを備えた産業用ロボットに最適なモーターを提供することを目指す専門家の意見に従うことをお勧めします。

Ch.Sampath Kumar
VLSI設計のM.tech
テクニカルコンテンツライター

DCモーターは、連続運転のために幅広い範囲で利用できますが、対応する用途に合わせてギアを減らす必要があります。ステッピングモーターは、そのステップ動作が特定のアプリケーションに低速を提供するため、ギア減速を必要としません。最後に、サーボモーターは、閉ループ操作で実装される正確で正確な制御に使用されます。ただし、追加のフィードバックと駆動回路が必要なため、DCやステッピングモーターよりも高価です。そのため、サーボモーターは、その正確な動きにより、ロボットの信頼性を高めます。

Viswanath Prathap
電力工学のM.Tech
テクニカルコンテンツライター

ヴィシュワナート

ピックアンドプレースロボットは通常、ある位置または場所からオブジェクトをピックし、別の位置または場所に配置するために業界で見られます。この目的のために、ロボットの関節の角度の動きを制御する必要があります。これは、サーボモーターを使用して実現できます。これらのサーボモーターは、ロボットの関節を作動させるためのロボットコントローラーによって提供されるPWMデータを使用して制御されます。サーボモーターは、物体を停止位置からすばやく動かすのに十分なトルクを生成することができます。したがって、これらは軍用および産業用ロボット車両のホイールとして使用されます。ステッピングモーターを使用して位置を制御することもできますが、これらは、コマンドされた位置をロックして保持するだけの休止期間でも電力を消費します。そのため、サーボモーターは通常、ステッピングモーターの高性能代替品として産業用ロボットで使用されます。

S.ナレシュレディ

組み込みシステムのM.tech

プロジェクトガイド

“12vバッテリー回路を充電するソーラーパネル ”

機械式ロボットの構造は、実行するように制御する必要があります rmタスク。ロボットを制御するには、知覚、処理、アクションなど、3つの異なるフェーズがあります。センサーは、関節とエンドエフェクターの位置に関する情報をロボットに提供し、この情報は制御ユニットに処理され、機械的に動くモーターへの適切な信号を計算します。ロボットの大多数は電気モーターを使用しています。ポータブルロボットではブラシレスおよびブラシ付きDCモーターが繰り返し使用され、産業用ロボットではACモーターが使用されます。これらのモーターは、負荷が軽く、主な運動形態が回転であるシステムで好まれます。

Suresh megaji

無線通信システムのM.Tech

テクニカルコンテンツライター

アジェイ

「ロボット工学」とその「産業」への応用に関与したい場合、ロボット工学は主にモーターに依存しているため、ロボット工学で使用される「モーター」について知っておく必要があります。基本的に、「ロボット機械」は生産のさまざまな用途に使用されます。 D.C、パルス、ステッパー、光学ドライブ、部分回転、ホール効果モーターなどのさまざまな「モーター」が、業界でそれらを適用し、それらを友好的にするためにいくつかの技術で使用されています。

D.Cモーターは、バッテリー指向のアプリケーション、低速、モビリティアプリケーションに使用されます。
回転指向のアプリケーションが必要な場合はいつでも、ユニポーラモーターやバイポーラモーターなどのステッピングモーターを使用できます。
頭と腕の動きには、部分回転モーターを使用できます。
磁場を使いたい場合は、ホール効果や光学式駆動モーターなどを使うことができます。

スマートモーターを使用したロボット工学を使用することで、お金、時間、スペース、危険な動きなどを節約できます。

アジェイ・サハーレ

マーケティングエグゼクティブ

devdone

産業用ロボットは、産業用製造環境で使用されます。これらは、溶接、マテリアルハンドリング、塗装などの用途向けに特別に開発されたアームです。

産業環境で使用されるすべてのメカトロニクスデバイスがロボットと見なされるわけではありません。 ISO（国際標準化機構）で定義されているように、3軸以上でプログラム可能な自動制御、再プログラム可能、多目的マニピュレーターは産業用ロボットと見なされます。

産業用ロボットで使用されるモーターは

交流（AC）モーター
直流（DC）モーター
サーボモーター
ステッピングモーター。

1. ACモーターは、非同期タイプと同期タイプにさらに細かく分類できます。たとえば、誘導ACモーターは、本質的に巻線固定子と回転子で構成される非同期タイプのユニットです。電力はワイヤに接続され、そこを流れるAC電流は、コイル状のワイヤに電磁（EM）フィールドを誘導し、十分に強いフィールドがローターの動きに力を提供します。同期モーターは、ACライン周波数と同期して動作する定速モーターであり、正確な定速が必要な場合に一般的に使用されます。

2.ロボット工学を含む多くの産業用アプリケーションでは、速度と方向の制御が容易なため、DCモーターを使用することがよくあります。それらは、広い範囲の負荷で、フルスピードからゼロまでの無限の速度範囲が可能です。

DCモーターは、慣性に対するトルクの比率が高いため、制御信号の変化に迅速に応答できます。 DCモーターは、複雑な電源切り替え回路を必要とせずに、スムーズにゼロモーションに制御し、反対方向に瞬時に加速することができます。永久磁石ブラシレスDCモーターは通常、ブラシタイプよりも高価ですが、消費電力と信頼性に利点があります。

整流子がない場合、ブラシレスモーターは従来のDCモーターよりも効率的かつ高速で動作できます。ほとんどのブラシレスDCモーターは、台形のAC波形で動作しますが、一部のモーターは正弦波で動作します。正弦波駆動のブラシレスモーターは、低トルクリップルで低速でスムーズな動作を実現できるため、研削、コーティング、および表面仕上げなどの他のアプリケーションに最適です。

ブラシ付きDCモーターの場合、電力を失うことなくモーターの回転を遅くしたい場合は、パルス幅変調（PWM）を使用できます。これは基本的に、モーターのオンとオフを非常に速く切り替えることを意味します。このように、モーターは、電力を気にせずに低い電圧が印加されるかのように、低速で回転します。

基本的に、ブラシ付きDCモーターによって生成されるトルクは小さすぎ、速度は大きすぎて役に立ちません。そのため、ギア減速は通常、速度を下げてトルクを上げるために使用されます。

3.サーボモーターは、デジタルコントローラーを備えた閉ループシステムで使用されます。コントローラは速度コマンドをドライバアンプに送信し、ドライバアンプはサーボモーターに給電します。レゾルバやエンコーダなどの何らかの形式のフィードバックデバイスは、サーボモーターの位置と速度に関する情報を提供します。レゾルバまたはエンコーダは、モーターと統合するか、リモートに配置することができます。閉ループシステムのため、サーボモーターはコントローラーにプログラムされた特定のモーションプロファイルで動作できます。

4.ステッピングモーターは、フィードバックの有無にかかわらず、モーターの回転を小さな角度のステップに分割して動作できます。パルスコマンド信号によって制御され、ブレーキやクラッチアセンブリを必要とせずにコマンドポイントで正確に停止できます。電源が切断されると、永久磁石ステッピングモーターは通常最後の位置に留まります。複数のステッピングモーターは、共通のソースから駆動することで同期を維持できます。

Dev desai

マーケティングエグゼクティブ bhaskesing

ロボット工学に参加する予定がある場合は、利用可能なさまざまな種類のモーターに精通する必要があります。すべてのロボット工学の動きは何らかの方法で電動化されるため、オプションが何であるかを知ることが重要です。

DCモーター

DCモーターの移動方向は、バッテリー駆動であることに加えて、電源入力の極性によって決まります。これはロボット機能にとって絶対に必要なことです。幸いなことに、このタイプのモーターにはさまざまなサイズ、電圧要件があり、どこでも利用できます。

モーターの種類は以下の通りです

モビリティベースモーター
高速ホビーモーター
ベルト駆動モーター
スロットカーモーター
パルス作動
アーム適応モーター
ポインター付きバイポーラステッパー

バイオモーター

バイオメタルは、数年前から存在している驚くべき物質であり、ロボット工学の分野で多くの用途があります。図を見ると、バイオメタルワイヤーは、わずか数ボルトが印加されると、その長さの5パーセント収縮することがわかります。何年にもわたるテストの結果、バイオワイヤーは強力で信頼性が高く、新製品が登場するにつれてより有用になることが証明されました。応答時間がやや遅いため、ジャーキネスが問題となるロボットアームや手のアプリケーションに最適です。長いワイヤーは、ロボットアームの全長に伸ばすと、大きな動きを生み出す可能性があります。現在、バイオメタルを使用したロボットアームキットが市販されています。

リレー

ロボット工学では、リレーはほとんどの場合、モーター用の電源をコンピューター機能用の電源から分離するために使用されます。モーターはインピーダンスが低いため、電源に大電流を要求し、コンピューターが許容できない複数のグリッチを発生させます。したがって、モーターだけに別の大電流源を使用することをお勧めします。

ソレノイド

ソレノイドは、マニピュレータ制御デバイスまたはスイッチオペレータとして最適に使用されます。彼らの動きは速くて強いので、ほとんどの場合、バネはアクションを和らげるためにグラスパーで使用されます。図からわかるように、制御ワイヤーを使用してグラスパーを閉じます。これらの制御線は、リターンスプリングとしても機能します。このようなグラッパーは、タスクが非常に測定され、狭いパラメーターをカバーする生産ラインの作業でより多く見られます。

二次機能

ほとんどの運動機能には、可動性、腕、頭、またはその他の目に見える外部の動きが含まれますが、一部の運動の動きはそれほど目に見えません。大型産業用ロボットは、ポンプモーターを使用して油圧作動油の動作圧力を生成する油圧システムを使用しています。モーターのもう1つの重要な二次機能は、制御された調整です。精度を向上させるために、モーターと接続されているポテンショメータは通常、マルチターンデバイスです。

結論

ロボットは非常に複雑なデバイスであり、さまざまなモーター駆動の動きを必要とします。この記事は、ロボットビルダーとして扱っている可能性のあるさまざまなデバイスの概要を説明することを目的としています。ロボット機器のサプライヤーと入手可能な供給品について調査することから始めるのは良い考えです。現在、膨大な量の製品が利用可能であり、インターネットを使用すると、簡単に検索、学習、および使用できます。あなたのニーズが何であれ、少しの工夫とすべてのロボットビルダーが持っているように見える決意はあなたにうまく役立つはずです。

サマダンワンドレ
マーケティングエグゼクティブ

「ロボット工学で使用されるモーター」

モビリティベースモーター
高速ホビーモーター
ベルト駆動モーター
スロットカーモーター
パルス作動
アーム適応モーター
ポインター付きバイポーラステッパー

大型のモーターは、ロボットが地形を操作できるモビリティベースに最適です。これらのモーターの一部には、モビリティに必要な低速とトルクを生成するためのギアボックスが付属しています。モーターへの電圧を下げると、モーターをより望ましい速度まで遅くすることもできます。モーターがより低い電圧で動作するかどうかを判断できるのは、実験だけです。もしそうなら、あなたはあなた自身に多くのトラブルを救いました、そうでなければ、モーターを遅くする他の方法があります。一部の高速モーターは、ウォームギアまたはスクリューギアを使用する場合に使用できます。

スクリューギアの例は、ロボットアームの図に示されています。モーターが時計回りに回転すると、ボルトアセンブリがモーターに引っ張られてアームが収縮し、反時計回りに回転すると、アームが伸びます。モーターシャフトは高速で回転していますが、ネジが減っているため、アームの動作はかなり遅くなります。次のモーター回路の図では、パワートランジスタによって制御されるDCモーターを示しています。リレースイッチ（双極双投）が方向を決定します。トランジスタQ1は、モーターの重い負荷に耐えるためのパワートランジスタである必要があります。

パルスモーター

一部のモーターは、パルスDC信号から動作することによって速度を低下させます。この信号は通常約100Hzです。モーターの速度は、パルスの周波数を変更するのではなく、パルス幅を変更することで変更できます。このようなモーターは、余剰の電気店で見つけることができ、それに接続されているパルスジェネレーターによって簡単に識別できます。ただし、どのDCモーターもパルス源で駆動でき、そのような回路の回路図が含まれています。

ご覧のとおり、約100Hzの周波数を生成する555タイマーが駆動発振器として選択されました。抵抗R1とコンデンサCは、パルスジェネレータを安定させ、モーターによって生成されるスパイクから分離します。このデバイスは6〜12ボルトの電源から引き出すことができるため、使用する電圧に応じて、コンデンサC4およびC6の値を変更してより良い結果を得ることができます。パルス出力はIC1のピン3から取得され、同じく555タイマーであるIC2のピン2に供給されます。

2番目のタイマーは、ポテンショメータR5と抵抗R6を介してコンデンサC6に供給される電圧を調整することにより、パルスの幅を変化させます。パルスの持続時間はモーターの速度を決定するものであり、パルス幅は10％から100％まで調整できます。

トランジスタＱ１は、抵抗Ｒ７を介してパルス幅変調信号を受信する。 Q1は低電流デバイスであるため、モーターの電流要求を処理できるパワートランジスタであるQ2に信号を渡します。これらのトランジスタは重要ではなく、ほとんどすべてのタイプの低電流パワートランジスタが機能します。リレーは、モーターが進む方向を決定します。

ステッピングモーター

“ダイナミックブレーキはどのように機能しますか ”

すべてのモーターの中で最も複雑なのはステッピングモーターです。名前が推測するように、モーターは度単位で回転し、パルス操作されます。ステップあたりの正確な回転角度はメーカーやモデルによって異なりますが、20度が一般的で、1回転あたり18ステップを生成します。ステッピングモーターには、バイポーラとユニポーラの2つの基本的なタイプがあります。ステッピングモーターの回路図でわかるように、バイポーラは単純に2コイルで動作するモーターです。

“10ワットのLEDドライバー回路 ”

ユニポーラタイプは、センタータップ付きの2つのコイルです。センタータップを無視すると、ユニポーラモーターはバイポーラタイプとして動作します。ステッピングモーターの2つのコイルには、コイルからコイルへと極性が交互にステップパルスが供給されます。このプロセスのマップは、モーターの動作をグラフィカルに表すために作業図に示されています。従来のDCモーターとは異なり、トルクは速度とともに減少します。ステッピングモーターを前進させるには、特殊なタイプのドライブユニットも必要であり、モーターに付属している必要があります。モーターにコンポーネントの推奨事項と完全な回路図が記載された優れたスペックシートが付属していない限り、コントロールユニットを構築することはお勧めしません。

モーターをドライブシステムから分離するためにバッファーが必要な場合や、別の電源が必要な場合があります。ニーズが何であれ、モーターごとにかなり異なる場合があります。ホビーショップはステッピングモーターの最も信頼できるサプライヤーであり、余剰の電気店が時々それらを持っているかもしれませんが、それらは必要な仕様情報を含んでいないかもしれません

パーシャルターンモーター

一部のロボット機能では、頭や腕の動きなど、部分的な回転のみが必要です。これらを達成する最も簡単な方法は、ポジションストップとスリップギアを使用することです。このタイプのモーターの機械的な詳細の図は上に提供されています。マイクロスイッチを停止センサーとして使用して、電源をオフにし、次のアクションの方向をリセットできます。

下の車輪はモーターに接続され、上の車輪は円形のフェルトによって下の車輪から分離されています。下輪が回転すると、ストップピンがマイクロスイッチに接触するまで上輪も回転します。一部の設計ではモーターを停止する準備が整っていないため、スペーサー付きの単純なネジがモーター停止として機能します。

バイオモーター

Bhaskar Singh

マーケティングエグゼクティブ

産業用ロボットは、人間の動きをある程度複製し、危険を軽減し、強度、精度、継続性を高める装置です。それらは、それらの動作モード、制御、使用されるツール、および実行される作業に応じて、広範囲のモーター駆動の動きを必要とします。産業用ロボットモーターは、特定のタスクに特化するために、通常のモーターよりも幅広い職務を処理できる可能性があります。

電気モーターは、非常に効率的な電力供給と比較的単純な設計により、産業用ロボットで最も一般的に使用されており、設置、保守、サービスのすべての面でコスト対パフォーマンスの評価の点で人気があります。

必要な作業に応じて、さまざまなモーターがさまざまな目的に使用されます。たとえば、DCモーターは時計回りと反時計回りの動きに使用され、例はクレーンとホイストにあり、パルスモーターはDCパルス幅を使用してパルス運動を提供するために使用され、部分回転モーターは頭と腕のような動きを提供するために使用され、最も複雑なものです–ステッピングモーターは、段階的な回転を度単位で提供するために使用されます。

また、作業の種類によって、定格やサイズの異なるモーターの用途が異なります。モーターには、作業やロボットの設計によって、場所や用途が異なるものがいくつかあります。

モハンクリシュナ。 L

セールスおよびサポートエグゼクティブ

ロボットは人間が行うことができる仕事をするために使用され、ロボットが人間よりも優れている理由はたくさんあります。

ロボットには主に2つのタイプがあります：-

移動ロボット： それは足やトラックで動きます。

静止ロボット： それは固定ベースを持っています。

静止ロボットは通常、ロボットアームを使用して、物体を拾ったり、物体に手を伸ばすなどの作業を行うことができます。

ロボットアームには3つの基本的な部分があります：-

肩関節
手首関節
固定ベース

のためのロボットが必要です

速くて危険な環境で働く能力。
タスクを何度も繰り返す機能。
正確に働く能力。
さまざまなタスクを実行する機能。
効率。

モーターは、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する装置、つまり電気機械装置です。モーターには、ACモーターとDCモーターの2種類があります。

産業用ロボットで使用されるモーターはサーボモーターです。サーボモーターは、サーボ機構を利用して制御するシンプルな電気モーターです。制御するモーターをACで動作させる場合はACサーボモーター、それ以外の場合はDCサーボモーターと呼びます。ほとんどのサーボモーターは約90〜180度回転できます。完全な360度以上。ロボティクスにおけるサーボモーターのアプリケーションのいくつかは

ロボットのサーボモーターアプリケーション、つまり単純なピックアンドプレースロボット。これは、ある位置からオブジェクトをピックし、別の位置にオブジェクトを配置するために使用されます。
コンベアのサーボモーターを使用
ある組立ステーションから別の組立ステーションにオブジェクトを渡すための工業用製造および組立ユニット。例：-ボトル充填プロセス。
ロボット車両のサーボモーターここでは、ホイールで使用されるサーボモーター。連続回転サーボモーターを使用しているので。

Dinesh.P
マーケティングエグゼクティブ

ロボットは、人間のハードワークを減らし、将来の発展のために人間に幸運をもたらすのを助けるために導入されました。ロボットという用語は、さまざまな人間の特性を模倣する機械を意味します。ロボット工学には、機械、電子、電気、コンピューターサイエンス工学の知識が含まれます。ロボットで使用されるモーターは、DCモーター、ステッピングモーター、サーボモーターです。