Explorer les servomoteurs de robot : mécanisme, types et avantages

Que sont les servomoteurs de robot, leur mécanisme et comment ils fonctionnent ?

1 : Qu'est-ce qu'un servomoteur robotisé ?

Un servomoteur robotique est un moteur électrique couplé à des capteurs et/ou du matériel intégrés qui détectent tout type d'erreur mécanique, de défaut ou de dysfonctionnement et ainsi s'assurent que la position de fonctionnement, la vitesse et la puissance du moteur électrique correspondent à celles souhaitées par le contrôleur et/ou le PLC. Les robots servomoteurs sont connus pour leur travail précieux et leurs performances robustes. C'est pourquoi ce mécanisme/configuration de moteur spécialisé s'est largement répandu dans la fabrication assistée par robots industriels.

Les servomoteurs de robot sont nombreux et variés : des servomoteurs de moteur petits et bon marché, des variateurs mini ou Nano et/ou pico, ainsi que des modèles industriels robotiques à couple lourd pour les tâches industrielles lourdes.

2 : Qu'est-ce qu'un mécanisme de servomoteur robotique ???

Un mécanisme de servomoteur de base pour robot comprend les éléments suivants :

Un boîtier de commande de robot ou un API qui détecte les signaux d'entrée et les interprète ensuite en paramètres de mouvement requis

Un moteur spécialisé qui est normalement un petit moteur à courant continu à grande vitesse relié au contrôleur robotique ou au PLC par une configuration de circuit en pont en H.

Une tête d'engrenage qui réduit le régime du servomoteur tout en augmentant progressivement le couple selon les besoins.

Un capteur de précision robotique qui connaît toujours la position exacte de l'arbre de sortie du servomoteur.

3 : Les différents types De Servomoteurs de robots

En fonction du signal du capteur traité par un contrôleur ou un automate, un servomoteur de robot fonctionne. Il convient également de noter les types de mécanismes de signaux, c'est-à-dire les mécanismes de signal analogique et de signal numérique. De même, nous avons deux types de signaux, signal analogique et signal numérique, car ils sont similaires à la fois à l'extérieur et à l'intérieur de la configuration de travail. La différence majeure réside dans le principe de fonctionnement.

Les servomoteurs analogiques utilisent des impulsions de tension marche/arrêt. Plus une impulsion est longue, plus un moteur tourne rapidement et plus il crée de couple, car le signal n'est activé que lorsque vous commandez une tâche, ces appareils sont économes en énergie. Pour cette raison, leur réponse est beaucoup plus lente que celle des servomoteurs numériques. En moyenne, la fréquence marche/arrêt est d'environ 50 impulsions par seconde. Les mécanismes de servocommande analogiques ne peuvent pas être programmés.

Mais d'un autre côté, un servomoteur numérique robotique fournit une fréquence d'environ 300 impulsions par seconde, ce qui donne la meilleure précision et permet un ajustement raffiné du mouvement selon les besoins. Ces entraînements peuvent décélérer et acquérir une accélération très rapidement et, en tant que tels, la capacité de couple est plusieurs fois supérieure à celle des entraînements analogiques. Un microprocesseur intégré nous permet également de les configurer pour des bandes mortes plus faibles et des pics de couple plus élevés.

Selon le type de courant d'entrée, les servomoteurs de robot sont de deux types, à savoir le courant alternatif (AC) et le courant continu (DC). Les servomoteurs CC sont bien connus car ils ont une faible réactance inductive, c'est pourquoi ils génèrent une meilleure précision de positionnement et une réponse instantanée. Les servomoteurs AC sont réputés pour leur haute tolérance et leurs roulements de travail les plus efficaces.

La classe des servovariateurs AC est en outre classée comme suit :

1. Rotation de position

2. Rotation continue

3. Linéaire

Les servomoteurs de rotation de position utilisent des mécanismes dans lesquels l'arbre de sortie tourne dans une plage de 180 degrés. Dans les servomoteurs à rotation positionnelle, le mécanisme à engrenages utilise des butées mécaniques empêchant ainsi tout mouvement au-delà des limites.

Alors qu'un servomoteur à rotation continue peut tourner dans les deux sens, c'est-à-dire dans le sens horaire et antihoraire avec des vitesses variables en fonction du signal de commande du contrôleur et/ou du PLC. Ces servos sont principalement utilisés dans les roues robotiques.

Alors que les servomoteurs linéaires fonctionnent également, un servomoteur de rotation de position soit vers l'avant, soit vers l'arrière.

4 : Avantages du servomoteur robot.

Aujourd'hui, les robots industriels sont très différents des applications servo en mouvement car les robots industriels évoluent rapidement vers les technologies les plus intelligentes et les plus récentes. C'est pourquoi les mécanismes généraux ont été considérablement modifiés pour les tâches liées aux robots industriels.

C'est pourquoi les servomoteurs intelligents sont dotés de raccords spéciaux afin de pouvoir être facilement intégrés aux membres robotiques.

Les entrées possibles incluent le temps, la vitesse et la position.

En utilisant le mode de communication série, vous pouvez obtenir différents types de retours, c'est-à-dire la température, la vitesse et de nombreuses autres données.

Grâce à un retour flexible, un boîtier de contrôleur et/ou un automate peuvent ajuster les statistiques et le fonctionnement des composants à temps ou même les arrêter en cas de dysfonctionnement.

Plusieurs servomoteurs de robot peuvent être commandés sur une seule ligne sans qu'il soit nécessaire de les relier directement au boîtier de commande et/ou à un automate.

Nous pouvons maintenant voir que les modifications robotiques ont fourni la plus grande précision dans le contrôle des mouvements sur la base des commentaires détaillés du robot. C'est pourquoi l'intégration et le fonctionnement faciles de variateurs multi-servomoteurs sur la même ligne sont désormais très simples.

5 : Rôle du contrôleur dans le fonctionnement d’un servomoteur.

Dans la robotique industrielle, le boîtier de contrôle et/ou un automate sont des modules autonomes qui sont des appareils programmables et qui peuvent être programmés via un boîtier d'apprentissage qui stocke et exécute ce programme/logiciel informatique ou cet ensemble de codes d'instruction programmés. La programmation est effectuée dans de nombreux langages, à savoir Visual Basic, BASIC, C++/C++, Python et de nombreux autres langages compatibles confirmant les spécifications de la robotique industrielle.

Les contrôleurs et automates de robots industriels sont dotés de dispositifs de sécurité intégrés pour éviter la surcharge ou même arrêter complètement un robot en cas de panne, de rupture ou de dysfonctionnement d'un composant.

Les servomoteurs de robot ont tendance à se concentrer sur la réception des commandes d'entrée du contrôleur/automate et ainsi sur l'activation et la désactivation des transistors de puissance. Cela aide à créer la tension et le courant requis pour générer la vitesse et le couple essentiels.

Avec les progrès quotidiens des microprocesseurs et des systèmes de commutation les plus récents, les contrôleurs de robots, les API et les entraînements sont de plus en plus intégrés, principalement dans les systèmes industriels centralisés où toute l'électronique est située dans une seule armoire de commande. Mais dans les systèmes industriels décentralisés, le contrôleur de mouvement se trouve dans l'armoire de commande ou l'automate tandis que les servomoteurs communiquent avec le contrôleur de mouvement via un bus de terrain de contrôle de mouvement.