ตัวกระตุ้นหุ่นยนต์ : ประเภท การออกแบบ การทำงานและการใช้งาน

เราทราบดีว่าหุ่นยนต์เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าเครื่องกลอัจฉริยะขั้นสูงที่สามารถทำงานได้หลายอย่างในแต่ละวัน อุปกรณ์นี้สามารถตอบสนองต่อสภาพแวดล้อมและดำเนินการเพื่อบรรลุภารกิจเฉพาะ หุ่นยนต์ถูกสร้างขึ้นด้วยส่วนประกอบที่แตกต่างกัน แต่องค์ประกอบที่สำคัญอย่างหนึ่งคือตัวกระตุ้น โดยทั่วไป แอคทูเอเตอร์จะใช้ในเกือบทุกเครื่องรอบตัวเรา เช่น ระบบควบคุมการเข้าออกด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องสั่นของโทรศัพท์มือถือ เครื่องใช้ในครัวเรือน ยานพาหนะ หุ่นยนต์ และอุปกรณ์อุตสาหกรรม ตัวอย่างตัวกระตุ้นทั่วไปคือ มอเตอร์ไฟฟ้า , สกรู, สเต็ปเปอร์มอเตอร์, เครื่องกระตุ้นกล้ามเนื้อภายในหุ่นยนต์ และอีกมากมาย บทความนี้ให้ข้อมูลสั้น ๆ เกี่ยวกับ a ตัวกระตุ้นหุ่นยนต์ - การทำงานกับแอพพลิเคชั่น

Robot Actuator คืออะไร?

แอคทูเอเตอร์ที่ใช้ในหุ่นยนต์เพื่อทำให้ล้อของหุ่นยนต์หมุนหรือข้อต่อแขนหุ่นยนต์หมุนหรือเพื่อเปิด/ปิดกริปเปอร์ของหุ่นยนต์นั้นเรียกว่าตัวกระตุ้นหุ่นยนต์ มีตัวกระตุ้นแบบหุ่นยนต์หลายประเภทให้เลือกตามโหลดที่เกี่ยวข้อง โดยทั่วไป ภาระจะสัมพันธ์กับปัจจัยต่างๆ เช่น แรงบิด แรง ความแม่นยำ ความเร็วในการทำงาน การใช้พลังงาน และความแม่นยำ หลักการทำงานของตัวกระตุ้นหุ่นยนต์คือการเปลี่ยนพลังงานเป็นการเคลื่อนไหวทางกายภาพ และตัวกระตุ้นส่วนใหญ่สร้างการเคลื่อนไหวเชิงเส้นหรือแบบหมุน

ประเภทของตัวกระตุ้นหุ่นยนต์

แอคทูเอเตอร์ของหุ่นยนต์แบ่งออกเป็นสองประเภทตามความต้องการของการเคลื่อนไหว เช่น การเคลื่อนที่เชิงเส้นและการเคลื่อนที่แบบหมุน

สำหรับการเคลื่อนที่เชิงเส้น:

มีแอคทูเอเตอร์สองประเภทที่ใช้ในหุ่นยนต์สำหรับกิจกรรมการเคลื่อนที่เชิงเส้น ได้แก่ ตัวกระตุ้นเชิงเส้นและตัวกระตุ้นโซลินอยด์

ตัวกระตุ้นเชิงเส้น

ตัวกระตุ้นเชิงเส้นในหุ่นยนต์ใช้เพื่อผลักหรือดึงหุ่นยนต์เช่นเดินหน้าหรือถอยหลังและยืดแขน ปลายแอกทีฟของแอคทูเอเตอร์นี้เชื่อมต่อกับแขนคันโยกของหุ่นยนต์เพื่อกระตุ้นการเคลื่อนไหวดังกล่าว แอคทูเอเตอร์เหล่านี้ใช้ในการใช้งานหลายอย่างในอุตสาหกรรมหุ่นยนต์

ตัวกระตุ้นโซลินอยด์

ตัวกระตุ้นโซลินอยด์เป็นตัวกระตุ้นเชิงเส้นสำหรับวัตถุประสงค์พิเศษที่มีสลักโซลินอยด์ที่ทำงานเกี่ยวกับกิจกรรมแม่เหล็กไฟฟ้า แอคทูเอเตอร์เหล่านี้ใช้เป็นหลักในการควบคุมการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์และยังทำกิจกรรมต่างๆ เช่น การสตาร์ทและถอยหลัง สลัก ปุ่มกด ฯลฯ โดยปกติแล้วโซลินอยด์จะใช้ในการใช้งานสลัก วาล์ว ล็อค และปุ่มกด ควบคุมตามปกติโดยไมโครคอนโทรลเลอร์ภายนอก

สำหรับการเคลื่อนที่แบบหมุน:

มีแอคทูเอเตอร์สามประเภทที่ใช้ในหุ่นยนต์สำหรับกิจกรรมการเคลื่อนที่แบบหมุน มอเตอร์กระแสตรง เซอร์โวมอเตอร์ และสเต็ปเปอร์มอเตอร์

ตัวกระตุ้นมอเตอร์กระแสตรง

โดยทั่วไปแล้วแอคทูเอเตอร์ของมอเตอร์กระแสตรงจะใช้สำหรับหมุนการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ แอคทูเอเตอร์เหล่านี้มีให้เลือกหลายขนาดพร้อมความสามารถในการสร้างแรงบิด จึงสามารถใช้เพื่อเปลี่ยนความเร็วตลอดการเคลื่อนที่แบบหมุนได้ ด้วยการใช้แอคทูเอเตอร์เหล่านี้ กิจกรรมต่างๆ เช่น การเจาะด้วยหุ่นยนต์และการเคลื่อนที่ของชุดขับเคลื่อนของหุ่นยนต์จะถูกดำเนินการ

ตัวกระตุ้นเซอร์โว

ตัวกระตุ้นเซอร์โวมอเตอร์ในวิทยาการหุ่นยนต์ส่วนใหญ่จะใช้เพื่อควบคุมและตรวจสอบการเคลื่อนที่แบบหมุน มอเตอร์เหล่านี้เป็นมอเตอร์กระแสตรงที่เหนือชั้นมากซึ่งอนุญาตให้หมุนได้ 360 องศา แต่ไม่จำเป็นต้องหมุนรอบอย่างต่อเนื่อง แอคทูเอเตอร์นี้ช่วยให้หยุดนิ่งได้ตลอดการเคลื่อนที่แบบหมุน โดยใช้แอคทูเอเตอร์นี้ กิจกรรมเช่นการเลือกและสถานที่จะดำเนินการ . เพื่อจะได้รู้ว่า a หุ่นยนต์ Pick N Place ผลงานคลิกที่ลิงค์ครับ

ตัวกระตุ้นสเต็ปเปอร์มอเตอร์

แอคทูเอเตอร์ของสเต็ปเปอร์มอเตอร์มีประโยชน์ในกิจกรรมการหมุนซ้ำๆ ภายในหุ่นยนต์ ดังนั้นแอคชูเอเตอร์ประเภทนี้จึงเป็นการรวมกันของทั้งแอคชูเอเตอร์ DC และเซอร์โวมอเตอร์ แอคทูเอเตอร์ของสเต็ปเปอร์มอเตอร์เหล่านี้ใช้ในหุ่นยนต์อัตโนมัติซึ่งจำเป็นต้องมีการทำซ้ำของกิจกรรม

การออกแบบตัวกระตุ้นหุ่นยนต์

เรารู้ว่ามีแอคทูเอเตอร์หลายประเภทที่ใช้ในหุ่นยนต์ ในที่นี้เราจะพูดถึงวิธีออกแบบตัวกระตุ้นเชิงเส้นที่ใช้ในหุ่นยนต์เพื่อเปลี่ยนการเคลื่อนที่แบบหมุนเป็นการเคลื่อนที่เชิงเส้นแบบดึง/ดัน ดังนั้นการเคลื่อนไหวนี้จึงสามารถใช้ในการเลื่อน วาง เอียงหรือยกวัสดุหรือเครื่องจักรได้ แอคทูเอเตอร์เหล่านี้ให้การควบคุมการเคลื่อนไหวที่สะอาดและปลอดภัยซึ่งมีประสิทธิภาพมาก & บำรุงรักษาฟรี

พลัง

การพิจารณาครั้งแรกในขณะที่ออกแบบตัวกระตุ้นหุ่นยนต์คือกำลัง เพื่อให้ได้พลังงานกลออกมา จำเป็นต้องมีกำลังไฟฟ้าเข้า ดังนั้นปริมาณพลังงานกลที่ออกมาสามารถกำหนดได้โดยโหลดหรือแรงที่จะเคลื่อนย้าย

รอบการทำงาน

รอบการทำงานสามารถกำหนดได้ว่าเป็นความถี่ที่แอคชูเอเตอร์ทำงาน & ระยะเวลาที่จะใช้ รอบการทำงานถูกกำหนดโดยอุณหภูมิของตัวกระตุ้นเมื่อมีการเคลื่อนไหวเนื่องจากสูญเสียพลังงานตลอดความร้อน

เมื่อตัวกระตุ้นทั้งหมดไม่เหมือนกัน จะมีความแตกต่างภายในรอบการทำงาน อีกปัจจัยหนึ่งคือโหลด ซึ่งเป็นจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับมอเตอร์กระแสตรง ในขณะที่ปัจจัยอื่นๆ ที่สามารถกำหนดรอบการทำงาน ได้แก่ ลักษณะการโหลด อายุ และอุณหภูมิแวดล้อม

ประสิทธิภาพ

ประสิทธิภาพของแอคทูเอเตอร์ช่วยให้เข้าใจว่าจะทำงานอย่างไรในขณะทำงาน ดังนั้น ประสิทธิภาพของแอคทูเอเตอร์จึงหาได้จากการแยกกำลังทางกลที่เกิดจากพลังงานไฟฟ้า

ชีวิตแอคชูเอเตอร์

มีหลายปัจจัยที่จะยืดอายุของแอคชูเอเตอร์คือ อยู่ในรอบการทำงานที่กำหนด ลดภาระด้านข้าง และอยู่ในแรงดันไฟฟ้า แรง และสภาพแวดล้อมที่รุนแรงที่แนะนำ

การทำงาน

ตัวกระตุ้นหุ่นยนต์ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ใช้งานง่ายและมีประสิทธิภาพ การออกแบบตัวกระตุ้นหุ่นยนต์เชิงเส้นคือระนาบเอียงที่เริ่มต้นด้วยลีดสกรูแบบเกลียว สกรูนี้ให้ทางลาดเพื่อสร้างแรงที่ทำงานพร้อมกับระยะทางที่มากขึ้นในการเคลื่อนย้ายสิ่งของใดๆ จุดประสงค์หลักของการออกแบบแอคทูเอเตอร์ของหุ่นยนต์คือการให้การเคลื่อนไหวแบบดึง/ดัน ดังนั้น พลังงานที่จำเป็นสำหรับการเคลื่อนไหวจึงเป็นพลังงานแบบแมนนวลหรือแหล่งพลังงานใดๆ เช่น ไฟฟ้า ของเหลว หรืออากาศ แอคทูเอเตอร์เหล่านี้มักจะเคลื่อนที่ เบาะรถยนต์เดินหน้าและถอยหลัง เปิดประตูอัตโนมัติ ดิสก์ไดรฟ์สำหรับเปิดและปิด

ความล้มเหลวของตัวกระตุ้นหุ่นยนต์

ความล้มเหลวของแอคชูเอเตอร์ของหุ่นยนต์ส่วนใหญ่เกิดขึ้นเนื่องจากสาเหตุหลายประการ ดังนั้นแอคทูเอเตอร์เหล่านี้จึงสามารถประสบกับความล้มเหลวที่แตกต่างกัน เช่น ข้อต่อติดหรือข้อต่อล็อค ข้อต่อแกว่งอย่างอิสระ และสูญเสียประสิทธิภาพการสั่งงานทั้งหมดหรือบางส่วน ดังนั้น ความล้มเหลวเหล่านี้จะส่งผลต่อพฤติกรรมของหุ่นยนต์ หากตัวควบคุมของหุ่นยนต์ไม่ได้รับการออกแบบให้มีความทนทานต่อความผิดพลาดเพียงพอ

วิธีการเลือกแอคทูเอเตอร์สำหรับหุ่นยนต์ของคุณ?

แอคทูเอเตอร์ของหุ่นยนต์ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน ดังนั้นจึงมีหลายแง่มุมที่ต้องพิจารณาขณะเลือกแอคทูเอเตอร์ เช่น

วัตถุประสงค์และการทำงานที่ตั้งใจไว้

ประเภทแอคชูเอเตอร์ที่จำเป็นสำหรับการใช้งานที่ระบุส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของหุ่นยนต์ตลอดจนการทำงานที่ตั้งใจไว้

ข้อกำหนดและข้อจำกัดทางกายภาพ

เมื่อใดก็ตามที่ตัดสินใจใช้ประเภทของแอคทูเอเตอร์ นักพัฒนาจะต้องพิจารณาข้อกำหนดและข้อจำกัดทางกายภาพ เนื่องจากน้ำหนักและขนาดทางกายภาพของแอคทูเอเตอร์มีบทบาทสำคัญในขณะจัดเรียงแอคทูเอเตอร์ในหุ่นยนต์ มิฉะนั้นแอคทูเอเตอร์ที่หนักบนแขนหุ่นยนต์ขนาดเล็กอาจทำให้แขนล้มเหลวในน้ำหนักของตัวเอง

ความแข็งแกร่งและพลัง

ตามการใช้งานเฉพาะ นักพัฒนาต้องมั่นใจในความแข็งแกร่งและพลังของแอคทูเอเตอร์ที่ระบุเพื่อทำงาน

โปรโตคอลการสื่อสาร

ควรพิจารณาโปรโตคอลการสื่อสารในขณะที่เลือกตัวกระตุ้นสำหรับหุ่นยนต์ แอคทูเอเตอร์จำนวนมากรองรับการสื่อสารด้วย PWM (การปรับความกว้างพัลส์) ในขณะที่แอคทูเอเตอร์บางตัวรองรับการสื่อสารแบบอนุกรม

พื้นที่ติดตั้งและตัวเลือก

นักพัฒนาควรตรวจสอบพื้นที่ติดตั้งที่มีอยู่ในหรือบนหุ่นยนต์ & ตัวเลือกการติดตั้งที่กำหนดโดยตัวกระตุ้นเอง เนื่องจากแอคทูเอเตอร์บางประเภทมีฮาร์ดแวร์สำหรับติดตั้งแยกต่างหาก ซึ่งช่วยให้คุณติดตั้งยูนิตได้ในทิศทางที่ต่างกัน ในขณะที่รุ่นอื่นๆ มีจุดยึดในตัว ซึ่งติดตั้งในตำแหน่งและการวางแนวเฉพาะ

ข้อดี

ข้อดีของตัวกระตุ้นหุ่นยนต์ ได้แก่

• ค่าใช้จ่ายน้อยลง
• การบำรุงรักษาทำได้ง่าย
• เหล่านี้ถูกต้อง
• ง่ายต่อการควบคุม
• ประสิทธิภาพการแปลงกำลังสูง
• ปลอดภัยและใช้งานง่าย
• เสียงรบกวนน้อยลง
• สิ่งเหล่านี้สะอาดมากและมลภาวะต่อบรรยากาศน้อยลง
• สิ่งเหล่านี้ง่ายต่อการบำรุงรักษา

ข้อเสียของตัวกระตุ้นหุ่นยนต์ รวมสิ่งต่อไปนี้

• ความร้อนสูงเกินไปในสภาวะคงที่
• ต้องการความปลอดภัยเป็นพิเศษในสภาพแวดล้อมที่ติดไฟได้
• ต้องการการบำรุงรักษาที่ดี
• การรั่วไหลของของไหลจะสร้างปัญหาทางนิเวศวิทยา
• เสียงดังและเสียงดัง
• ขาดการควบคุมความแม่นยำ
• สิ่งเหล่านี้มีความไวต่อการสั่นสะเทือนมาก

แอปพลิเคชั่นตัวกระตุ้นหุ่นยนต์

การใช้งานของตัวกระตุ้นหุ่นยนต์มีดังต่อไปนี้

• แอคทูเอเตอร์เป็นส่วนประกอบที่สำคัญมากในวิทยาการหุ่นยนต์ ซึ่งจะเปลี่ยนพลังงานภายนอกเป็นการเคลื่อนไหวทางกายภาพโดยขึ้นอยู่กับสัญญาณควบคุม
• แอคทูเอเตอร์ไฟฟ้าในหุ่นยนต์ใช้เพื่อเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนหรือเชิงเส้น
• แอคทูเอเตอร์สร้างแรงที่หุ่นยนต์ใช้แรงนี้เพื่อเคลื่อนที่ตัวเองและวัตถุอื่นๆ
• แอคทูเอเตอร์เกี่ยวข้องกับหุ่นยนต์ อุปกรณ์ หรือแขนเทียมซึ่งจำเป็นต้องขยับและงอ
• ตัวกระตุ้นเชิงเส้นภายในหุ่นยนต์เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นการเคลื่อนที่เชิงเส้น
• แอคทูเอเตอร์มีหน้าที่ควบคุมและเคลื่อนย้ายระบบหรือกลไก

ดังนั้น นี่คือทั้งหมดที่เกี่ยวกับหุ่นยนต์ แอคทูเอเตอร์ – ทำงาน ด้วยแอพพลิเคชั่น แอคทูเอเตอร์ภายในหุ่นยนต์เป็นส่วนประกอบสำคัญที่ทำงานเป็นข้อต่อสำหรับหุ่นยนต์ในการเคลื่อนหุ่นยนต์หมุน ยกแขนขึ้น & ลง & มันเปลี่ยนพลังงานเป็นการเคลื่อนไหวทางกล . แหล่งพลังงานที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับตัวกระตุ้นกำลังคือไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม อาจใช้พลังงานนิวเมติกและไฮดรอลิกด้วย ดังนั้น แอคทูเอเตอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยไฮดรอลิกที่มีเอกลักษณ์เฉพาะบางตัวจึงถูกนำมาใช้เพื่อสร้างกำลังสูงและทนต่อแรงกระแทก นี่คือคำถามสำหรับคุณ อะไรคือส่วนประกอบต่าง ๆ ที่ใช้ในหุ่นยนต์?