מכשיר הנהיגה של רובוטים תעשייתיים הוא רכיב הליבה שקובע את יכולת התנועה שלהם. מנגנון הכוח הוא שגורם לרובוט לנוע והוא לבו של הרובוט. מאמר זה יציג סוגים שונים של מכשירי כונן רובוט תעשייתי, כיצד הם ממירים אנרגיה חשמלית או נוזלית לאנרגיה מכנית כדי לעמוד באותות הפיקוד של מערכת הבקרה ולהשיג משימות עבודה שונות. מכשירי הכוח של רובוטים תעשייתיים מסווגים לשלושה סוגים על בסיס מקורות הכוח שלהם: כונן הידראולי, כונן פנאומטי וכונן חשמלי. ניתן לשלב גם שלושת סוגים בסיסיים אלה למכשירי כונן מורכבים לפי הצורך.
▶ התקן הכונן הידראולי
מכשיר הכונן ההידראולי משתמש באנרגיה המאוחסנת בנוזל כדי להניע את תנועת הרובוטים התעשייתיים. מערכת זו מנצלת תזוזה ליניארית או בוכנות סיבוביות, כמו גם במערכות סרוו הידראוליות. מערכת הסרוו ההידראולית מתאימה את החלק של צלב הזרימה - באמצעות שסתומי סרוו כדי להשיג ויסות קצב זרימה פרופורציונלי לאות הבקרה. המאפיינים של כונן הידראולי כוללים תפוקת חשמל גבוהה, יחס מומנט גבוה לאינרציה, תגובה מהירה והתאמה לסביבות עם עומסים גדולים ואינרציה. עם זאת, בשל הצורך להמיר אנרגיה חשמלית לאנרגיה הידראולית, יעילותה נמוכה יחסית, ודליפה נוזלית עלולה לגרום לזיהום סביבתי ולייצר רעש גבוה. לכן, ברובוטים עם עומסים נמוכים עד בינוניים, בדרך כלל משתמשים במערכות כונן חשמליות.
בתחום התעשייה הכבדה, כמו ייצור רכב ועיבוד מתכות, משתמשים במכשירי כונן הידראולי. לדוגמה, בתחום ייצור הרכב, מערכות הידראוליות נמצאות בשימוש נרחב לשליטה על זרועות רובוטיות, מה שמאפשר להן לתפוס במדויק ולהפעיל רכיבי רכב כבדים כמו הגוף והמנוע. בנוסף, בדרך כלל משתמשים במכשירי כונן הידראולי במחפרים ומנופים גדולים בענף הבנייה בכדי לספק כוח מספיק להפעלת ציוד כבד.
▶ התקן כונן פנאומטי
מכשירי כונן פנאומטיים משתמשים בלחץ אוויר כדי להניע את התנועה של רובוטים תעשייתיים, המורכבים בדרך כלל מבוכנות ושסתומי בקרה. מאפייניו כוללים מהירות גבוהה, מבנה פשוט, תחזוקה קלה ועלות נמוכה, מה שהופך אותו למתאים לרובוטים עם עומסים קטנים ובינוניים. עם זאת, יישום בקרת סרוו קשה יחסית, ולכן הוא משמש לרוב לתוכנית - רובוטים מבוקרים, כגון טעינה ופריקה והטבעת יישומים.
למכשירי כונן פנאומטיים יש מגוון רחב של יישומים באוטומציה בקווי הרכבה. לדוגמה, בייצור אלקטרוני, בדרך כלל משתמשים ברובוטים מונעים פנאומטיים -, לרוב רכיבים אלקטרוניים זעירים כמו לוחות מעגלים ומוליכים למחצה. בנוסף, בענף האריזה, רובוטים מונעים פנאומטיים משמשים למילוי, איטום ותיוג מוצרים לשיפור יעילות הייצור.
▶ התקן הכונן החשמלי
מכשיר הכונן החשמלי נוקט בשיטות שונות, כולל כונן מנוע צעד, כונן מנוע סרוו DC וכונן מנוע סרוו AC. בשנים האחרונות, נמוך - אינרציה, גבוה - מנועי סרוו AC/DC ומנועי סרוו שלהם היו בשימוש נרחב בסוגים שונים של רובוטים. מאפייניו אינם כוללים צורך בהמרת אנרגיה, שימוש קל, רעש נמוך ובקרה גמישה. מרבית המנועים החשמליים דורשים התקנה של מנגנוני העברת דיוק, אך לא ניתן להשתמש במנועים מוברשים של DC בסביבות הדורשות פיצוץ - הגהה. בשנים האחרונות, פיתוח מנועי הכונן הישיר אפשרה לרובוטים להשיג מיקום דיוק מהיר וגבוה {}}} ולכן נעשה שימוש נרחב ברובוטים להרכבה.
מכשירי הכונן החשמלי נמצאים בשימוש נרחב בתחומים תעשייתיים שונים. בייצור התרופות, רובוטים מונעים חשמליים משמשים להפצת מרכיבי תרופות במדויק לייצור תרופות. בענף עיבוד המזון, רובוטים של הכונן החשמלי משמשים לאריזת מזון ומיון אוטומטי. בנוסף, בשדה התעופה והחלל, מכשירי הכונן החשמלי משמשים לרוב לבקרת זרועות רובוט להרכבה ושמירה על רכיבי מטוסים, ומבטיחים עבודות הרכבה ותחזוקה מדויקות ביותר.
אין עליונות או נחיתות לאף מכשיר, זה המתאים הוא הטוב ביותר. ישנם סוגים שונים של מכשירי נהיגה לרובוטים תעשייתיים, וחיוני לבחור את שיטת הנהיגה המתאימה בהתאם לצרכים שונים ותרחישים יישומים. שלושת סוגים אלה של מכשירי נהיגה ממלאים תפקיד מפתח ביישומים תעשייתיים שונים, ועוזרים לרובוטים להשיג משימות שונות ולשפר את יעילות הייצור ואת איכות המוצר. בחירת שיטת הנהיגה המתאימה תלויה בדרך כלל בדרישות היישום הספציפיות ובסביבות התעשייה.
יתרונות וחסרונות של שלושה מכשירי חשמל לרובוטים תעשייתיים:
1. כונן הידראולי:
יתרונות: תגובה מהירה, סטנדרטיזציה קלה של מבנה, יעילות מצערת גבוהה ויכולת עומס גדולה
חסרונות: כלבי ים הידראוליים מועדים לבעיות ומציבים סכנת אש בתנאים מסוימים
אזורי יישום: נפוץ בריסוס ציור רובוטים תעשייתיים וכבד - רובוטים תעשייתיים חובה
2. כונן פנאומטי:
יתרונות: תגובה מהירה, מבנה פשוט, סטנדרטיזציה קלה, דרישות התקנה נמוכות, עלות נמוכה
החיסרון: קיים סיכון לפיצוץ כאשר הלחץ עולה על 10 אטמוספרות
שדה יישום: משמש בעיקר ברובוטים בטיפול בבקרת נקודה
3. כונן חשמלי
יתרונות: מבנה פשוט, בקרה גמישה, דיוק גבוה
חסרונות: פיצוץ לקוי - ביצועי הוכחה של מנועים מוברשים של DC
שדה יישום: משמש ברובוטים תעשייתיים שונים -} רובוטים תעשייתיים של קשת דיוק והרכבה