เทคเข็มทิศ
เว็บไซต์ข้อมูลผลิตภัณฑ์/ทางเทคนิค SANYO DENKI CO., LTD.
กรณีศึกษา
มีส่วนช่วยเพิ่มขีดความสามารถในการแข่งขันโดยการลดระยะเวลารอบการทำงานด้วยเซอร์โวมอเตอร์!

กลยุทธ์ในการพัฒนาหุ่นยนต์อุตสาหกรรมเมื่อเผชิญกับความต้องการที่รุนแรงในการปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตมีอะไรบ้าง

ผู้ผลิตอุปกรณ์อุตสาหกรรม บริษัท A (จำนวนพนักงาน: ประมาณ 600 คน)

Problem

หุ่นยนต์อุตสาหกรรมสนับสนุนแกนหลักของระบบอัตโนมัติในโรงงาน (FA) โดยมีหน่วยปฏิบัติการมากกว่า 1 ล้านเครื่องทั่วโลก ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ความต้องการหุ่นยนต์อุตสาหกรรมเพิ่มขึ้น และกลายมาเป็นอุปกรณ์ที่ขาดไม่ได้ในอุตสาหกรรมการผลิต และแพร่หลายไปในอุตสาหกรรมต่างๆ โดยผ่านกระบวนการต่างๆ เช่น การเชื่อม การทาสี การประกอบ และการขนส่งในสายการผลิต
ขอแนะนำตัวอย่างวิธีแก้ปัญหาที่ยากลำบากท่ามกลางการแข่งขันทางเทคโนโลยีที่เข้มข้น เช่น "การลดขนาดและการลดขนาด" เพื่อให้ได้ตำแหน่งหุ่นยนต์ที่มีความหนาแน่นสูง และ "การเพิ่มความเร็ว" และ "การปรับปรุงความแม่นยำ" เพื่อลดระยะเวลาวงจรและปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต ทำ.

ปัญหาที่ขัดแย้งกัน: ไม่พบมอเตอร์ที่สามารถบรรลุ ``ขนาดที่เล็กลง'' และ ``ความเร็วสูงกว่า''

บริษัท A เป็นผู้ผลิตอุปกรณ์อุตสาหกรรมที่มีชื่อเสียงในด้านการพัฒนาและผลิตหุ่นยนต์อุตสาหกรรม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา อุตสาหกรรมการผลิตต้องเผชิญกับการแข่งขันที่รุนแรงทั้งในด้านต้นทุนและคุณภาพ และมีความจำเป็นเร่งด่วนในการปรับปรุงประสิทธิภาพของสายการผลิตต่อไป บริษัท A ก็ไม่มีข้อยกเว้น ความต้องการของผู้ใช้สำหรับประสิทธิภาพของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมเพิ่มขึ้นทุกวัน สร้างแรงกดดันอย่างมากให้กับนักพัฒนา
หัวหน้ากลุ่ม Y ของกลุ่มออกแบบของบริษัท A ฝ่ายพัฒนากล่าวเช่นนี้

``หุ่นยนต์หกแกนในแนวตั้งซึ่งมีโครงสร้างคล้ายแขนมนุษย์ ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายร่วมกับหุ่นยนต์ที่มีข้อต่อในแนวนอน (SCARA) ในฐานะอุปกรณ์ที่มีเหตุผลมากที่สุดในการทำงานแทนมนุษย์ มีหลายกรณีที่ผู้ใช้ที่ต้องการความได้เปรียบในการแข่งขันมากขึ้นร้องขอการปรับปรุงเพิ่มเติมในแง่ของความเร็ว ความกะทัดรัด และความเพรียวบาง และบอกตามตรงว่าฉันไม่แน่ใจว่าจะต้องปรับปรุงอะไรเพิ่มเติมอีกหรือไม่ ติดอยู่."

นอกจากนี้ ความจำเป็นในการลดระยะเวลาของวงจรซึ่งเป็นข้อกำหนดสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพของสายการผลิต กำลังเพิ่มความยากในการพัฒนา เพื่อเพิ่มความเร็วในการทำงานของหุ่นยนต์ จำเป็นต้องใช้มอเตอร์ที่มีเอาท์พุตสูง แต่โดยทั่วไปแล้วมอเตอร์เอาท์พุตสูงจะมีมวลมาก หากใช้ในกลไกข้อมือ โมเมนต์ความเฉื่อยที่ใช้กับแกนพื้นฐาน เช่น แกนการหมุนของตัวเครื่องจะเพิ่มขึ้น และความเร็วจะไม่เพิ่มขึ้น การเพิ่มขนาดของมอเตอร์สำหรับแกนหมุนของยูนิตหลักจะทำให้พื้นที่การติดตั้งเพิ่มขึ้น ทำให้ไม่สามารถปรับขนาดให้เล็กลงได้ นอกจากนี้ เมื่อความเร็วเพิ่มขึ้น แขนจะต้องเลี้ยวโค้งรุนแรงมากขึ้น ทำให้จำเป็นต้องชะลอความเร็วลงเพื่อรักษาความแม่นยำของวิถี มันสามารถตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงความเร็วนั้นได้หรือไม่?

ด้วยระบบควบคุมปัจจุบัน ทำให้ระยะเวลาการเซ็ตตัวสั้นลงได้ยากอีกต่อไป...

สิ่งที่กวนใจคุณ Y ยิ่งกว่านั้นก็คือระยะเวลาการชำระที่สั้นลง หากเพิ่มความเร็ว ก็มีแนวโน้มที่จะเกิดการสั่นสะเทือนที่ปลายแขนซึ่งมีความแข็งแกร่งต่ำ แม้ว่ามอเตอร์จะหยุดทำงาน แต่ก็ไม่ได้หมายความว่าเอนด์เอฟเฟกต์ซึ่งเป็นส่วนของมือจะหยุดทำงานเสมอไป เรารู้ว่าการลดการสั่นสะเทือนนี้เป็นองค์ประกอบสำคัญในการลดรอบเวลา อย่างไรก็ตาม ``เราได้ตรวจสอบโครงสร้างทั้งหมดเพื่อลดภาระในระบบควบคุมให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แต่ด้วยระบบควบคุมปัจจุบัน เราไม่สามารถระงับการสั่นสะเทือนได้อีกต่อไป'' (Mr. Y)

ความเห็นทั่วไปของเจ้าหน้าที่ฝ่ายพัฒนาก็คือ ระบบควบคุมปัจจุบันคงเป็นเรื่องยากที่จะตอบสนองคำขอของผู้ใช้อีกต่อไป อย่างไรก็ตาม คุณ Y ไม่ใช่แค่นั่งเฉยๆ เราต้องการตอบสนองต่อความต้องการของผู้ใช้โดยการตรวจสอบบางสิ่งโดยพื้นฐาน ในฐานะวิศวกร นี่คือความรู้สึกที่แท้จริงของฉัน

งานที่มอบหมาย
  • จำเป็นต้องลดรอบเวลาให้สั้นลง แต่การเพิ่มความเร็วจะเพิ่มการสั่นสะเทือนและทำให้เสถียรภาพแย่ลง
  • มีความจำเป็นต้องประหยัดพื้นที่ด้วยการลดขนาด แต่ก็เป็นเรื่องยากที่จะบรรลุผลพร้อมกับความต้องการความเร็วที่สูงขึ้น
  • ความแม่นยำในการปฏิบัติงานของหุ่นยนต์ รวมถึงความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่ง ความสามารถในการทำซ้ำ และความแม่นยำในวิถี ไม่สามารถลดทอนลงได้

Banner_dl_fan_selection_1000x270

Solution

"เล็กแต่ทรงพลัง!" มอเตอร์ที่เล็กที่สุด/ความเร็วสูงในอุตสาหกรรมยังให้ความเร็วที่สูงกว่าอีกด้วย

จุดเปลี่ยนของ Mr. Y เกิดขึ้นเมื่อเขาพูดคุยกับตัวแทนฝ่ายขายของ SANYO DENKI CO., LTD. ที่วิศวกรรู้จักรู้จักรู้จัก ฉันสนใจข้อมูลนี้มากว่า ``เราประสบความสำเร็จในการพัฒนาเซอร์โวมอเตอร์ที่เล็กที่สุด* ในอุตสาหกรรม ซึ่งเล็กกว่าผลิตภัณฑ์ทั่วไปถึง 30%'' Mr. Y เริ่มการทดสอบด้วยเครื่องสาธิตทันที และมุ่งเน้นไปที่เทคโนโลยีการควบคุมการลดแรงสั่นสะเทือนต่างๆ ที่รวมอยู่ในระบบเซอร์โวนี้
* ณ เดือนกันยายน พ.ศ. 2549 จากการวิจัยของเรา

``แม้ว่าจะมีขนาดเล็กกว่าผลิตภัณฑ์ทั่วไปถึง 30% แต่ทั้งแรงบิดสูงสุดในทันทีและความเร็วในการหมุนสูงสุดได้รับการปรับปรุง เหมาะอย่างยิ่งสำหรับหุ่นยนต์ของเรา ที่จริงแล้ว เนื่องจากน้ำหนักของหุ่นยนต์ลดลง จึงเป็นไปได้ที่จะตรวจสอบโครงสร้างของหุ่นยนต์โดยพื้นฐาน หุ่นยนต์ทำให้สามารถทำให้มันเล็กลงและเพรียวบางลงได้ ฉันมีความหวังสูงสำหรับความเป็นไปได้ในการปรับปรุงประสิทธิภาพของหุ่นยนต์ซึ่งถึงจุดสูงสุดแล้ว”

นอกจากนี้ ตัวเข้ารหัสความละเอียดสูงยังได้รับการปรับปรุงจาก 13 บิต (8,192 ส่วน) ทั่วไปเป็น 17 บิต (131,072 ส่วน) ทำให้สามารถตรวจจับการเบี่ยงเบนตำแหน่งในระดับนาทีเมื่อหยุด และคาดว่าจะปรับปรุงความแม่นยำของวิถีและความสามารถในการทำซ้ำตำแหน่งได้อย่างมาก นี่เป็นจุดใหญ่เช่นกัน

ปรับปรุงความแม่นยำของตำแหน่งและเพิ่มความเร็วเพื่อลดรอบเวลา!

สิ่งต่อไปที่คุณ Y ตรวจสอบคือการลดเวลาในการตกตะกอน ในเรื่องนี้ เซอร์โวแอมพลิฟายเออร์มีฟังก์ชันควบคุมการลดการสั่นสะเทือนขั้นสูง เช่น "การควบคุมการลดการสั่นสะเทือนป้อนไปข้างหน้า" ที่มีประสิทธิภาพในการระงับการสั่นสะเทือนที่ปลายแขน และ "ผู้สังเกตการณ์การรบกวน" ที่สามารถลดอิทธิพลของแกน I อื่นๆ ได้ อยู่ที่นั่น.

ระบบเซอร์โวนี้ซึ่งใช้อัลกอริธึมขั้นสูงนั้นสมบูรณ์แบบในแง่ของความเร็ว และประสบความสำเร็จในการลดเวลาในการปักหลักสำหรับการวางตำแหน่งลงครึ่งหนึ่ง ด้วยวิธีนี้ เส้นทางได้ถูกเปิดออกเพื่อให้บรรลุทั้งความกะทัดรัดและความเร็วสูง ซึ่งมีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด และลดระยะเวลาของวงจรให้สั้นลง

“เราคาดการณ์ว่าพื้นที่การติดตั้งจะเพิ่มขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้เนื่องจากแรงบิดที่เพิ่มขึ้น แต่เราก็ต้องประหลาดใจที่พบว่าเราสามารถตรวจสอบโครงสร้างแขนและทำให้หุ่นยนต์ทั้งตัวมีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น นอกจากความเร็วที่เพิ่มขึ้นแล้ว การหน่วงการสั่นสะเทือน หากเราสามารถปรับปรุงได้ สิ่งนี้ทำให้เราสามารถมีผลการทำงานร่วมกันในการเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตของหุ่นยนต์ให้สูงสุดและลดรอยเท้าของมัน'' (Mr. Y)

วิวัฒนาการของเซอร์โวมอเตอร์ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของหุ่นยนต์

หลังจากตรวจสอบเรื่องนี้อย่างละเอียดแล้ว คุณ Y ก็เริ่มพัฒนาหุ่นยนต์ข้อต่อแนวตั้ง 6 แกนตัวใหม่โดยใช้ `` AC เซอร์โวมอเตอร์ SANMOTION R'' นี้บนพื้นฐานการทดลอง เป็นผลให้เราประสบความสำเร็จในการสร้างเครื่องจักรต้นแบบที่ตอบสนองความต้องการของผู้ใช้ได้อย่างเต็มที่

วิวัฒนาการของเซอร์โวมอเตอร์มีส่วนช่วยอย่างมากในการปรับปรุงประสิทธิภาพของหุ่นยนต์ ในที่สุด นาย วาย ก็สรุปดังนี้
"ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ไซต์การผลิตมีความหลากหลายและซับซ้อนอย่างมาก และฉันเชื่อว่าหุ่นยนต์อุตสาหกรรมจะต้องปรับปรุงความแม่นยำและประสิทธิภาพต่อไปในอนาคต การทดลองนี้เป็นขั้นตอนที่เข้าถึงความต้องการของผู้ใช้ได้อย่างมาก ขณะนี้เรากำลัง การทำงานเพื่อกำหนดข้อกำหนดสำหรับการผลิตจำนวนมากในอนาคต"
ในอุตสาหกรรมการผลิตที่สภาพแวดล้อมมีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว นี่เป็นตัวอย่างที่ดีในการขยายความเป็นไปได้ของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมโดยจัดการกับปัญหาที่สำคัญที่สุดในการปรับปรุงประสิทธิภาพของสายการผลิต

ผล
  • บรรลุความเร็วสูงที่ไม่มีใครเทียบได้โดยลดเวลาการวางตำแหน่งให้สั้นลงเนื่องจากความแม่นยำที่ดีขึ้นและความเร็วในการหมุนสูง 6,000 นาที-1
  • เซอร์โวมอเตอร์ที่เล็กที่สุดในอุตสาหกรรม ซึ่งเล็กกว่าผลิตภัณฑ์ทั่วไปถึง 30% มีส่วนช่วยอย่างมากในการทำให้หุ่นยนต์มีขนาดเล็กลง
  • เทคโนโลยีป้องกันการสั่นสะเทือนที่หลากหลายและตัวเข้ารหัสความละเอียดสูงปรับปรุงความแม่นยำของวิถีและความสามารถในการทำซ้ำตำแหน่ง

Banner_dl_fan_selection_1000x270

วันที่วางจำหน่าย:

คนขับมอเตอร์
แนะนำตัวอย่างการปรับแต่งมอเตอร์ (5)
บรรลุฟังก์ชันการทำงานที่สูงขึ้นในโรงงานอาหารด้วยสเต็ปปิ้งมอเตอร์
คนขับมอเตอร์
แนะนำตัวอย่างการปรับแต่งมอเตอร์ (2)
การประมวลผลเพลาที่ทำให้สเต็ปปิ้งมอเตอร์มีขนาดเล็กลงและลดชั่วโมงการทำงานคืออะไร?
คนขับมอเตอร์
แนะนำตัวอย่างการปรับแต่งมอเตอร์ (3)
ステッピングモータのトルク向上・位置ずれ検出を実現。減速機・ブレーキ・エンコーダ取り付け加工とは
รายการตัวอย่างไดรเวอร์มอเตอร์