قدرت مایع - استفاده از مایعات تحت فشار (آب هیدروlics) و گازهای (پرتاتیک) برای تولید، کنترل و انتقال نیرو - یک تکنولوژی بنیادی در robotics و تولید خودکارسازی شده را ذخیره می کند، در حالی که برق و موتورهای محرک مدرن در سیستم های سرعت خودکار سازی پیشرفته، به دنبال انتقال سیستم های چگالی مایع، و (FLT 2: 2) سیستم های چگالی و (سیستم های قابلیت اتصال) هستند.

درک قدرت مایع

در هسته آن، قدرت مایع فشار و جریان یک مایع کاری را به حرکت مکانیکی یا نیروی اصلی تبدیل می کند.

  • [FLT 1] - از مایعات غیر قابل فشار مانند مخلوط های روغن یا آب به طور متوسط سرد استفاده می کند.این در تولید نیروهای بسیار بالا، و ایده آل برای بلند کردن سنگین، فشار و سلاح های رباتیک بزرگ است.
  • - از گازهای فشرده (معمولا فشرده هوا) استفاده می کند، برای سرعت، تمیز و سبک کار، معمولا در روبات های انتخاب و مکان، گیر و ایستگاه های مونتاژ کم نیرو یافت می شود.

هر دو سیستم یک معماری مشترک را به اشتراک می گذارند: یک حرکت کننده اصلی یک پمپ یا کمپرسور را هدایت می کند؛ دریچه ها جریان مستقیم؛ محرک ها (سیلیندرها یا موتورهای دوار) انرژی مایع را به حرکت تبدیل می کنند؛ و سنسورها فشار، موقعیت یا نیروی را به یک کنترل کننده تغذیه می کنند.

اجزای کلیدی سیستم های قدرت مایع

  • ]Pumps و کمپرسور - تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی مایع (gear، vane، پیستون) فشار بالا را فراهم می کند؛ کمپرسورهای هوا جریان ثابت را در فشار تنظیم شده ارائه می دهند.
  • - جریان کنترل، جهت و فشار دریچه های کنترل جهت گیری (solenoid-acted، سروو) حرکت دقیق را قادر می سازد.
  • - سیلندرهای خطی یا موتورهای هیدرولیک دوار می توانند هزاران تن از نیروی محرکه تولید کنند؛ سیلندرهای پنوماتیک به سرعت چرخه با حداقل Inertia می رسند.
  • اجزای سازنده (FLT:1) - فیلترهای، تنظیم کنندگان، روانکاری (برای پنوماتیک) و مبدل های حرارتی، accumulator (برای هیدرولیک) اطمینان از تمیز کردن مایع و بهره وری سیستم.

برنامه های کاربردی در Robotics

قدرت مایع عمیقاً در هر دو ربات صنعتی و خدماتی ادغام شده است، توانایی آن برای تحویل گشتاور بالا در سرعت های پایین بدون دنده، و برای به خطر انداختن بدون بیش از حد گرم، مزایای آن را بیش از سیستم های الکتریکی خالص در بسیاری از وظایف می دهد.

ربات های هیدرولیک برای عملیات سنگین

ربات های صنعتی بزرگ که در تولید خودرو، ساخت و ساز و معدن استفاده می شوند، به عنوان مثال، سلاح های هیدرولیک برای جوشکاری یا دستکاری مواد می توانند چندین تن را با نیروی صاف و پایدار بلند کنند. Festo Robot هیدرولیک [FLT 1] نشان می دهد که چگونه محور های سروو-آب و عروق به موقعیت یابی مجدد برای دهم یک میلی متر کاهش می رسند در حالی که نیروهای الکتریکی نمی توانند شبیه به شبیه به آن باشند.

سیستم های پنوماتیک Grippers و Pick-and-Place Systems

در خطوط مونتاژ با سرعت بالا، خازن های قدرت را که در میلی ثانیه باز و نزدیک می شوند، حرکت موازی-jaw، فنجان های خلاء و کک های کولولت همه بر روی هوای فشرده اجرا می شوند، به ربات ها اجازه می دهد تا با مصرف انرژی پایین تر حرکت کنند.

قدرت مایع در ربات های موبایل و انسان نما

سیستم های هیدرولیک همچنین در روبات های شکسته برای توانایی آنها برای کنترل نیروی پهنای باند بالا استفاده می شود، به عنوان مثال، Boston Dynamics Spot از عملکرد هیدرولیک برای انجام کار پویا و دستکاری مواد منفجره استفاده می کند، در حالی که ربات های انسان مانند DARPA] اطلس اطلس برای انجام دادن مواد منفجره و دستکاری مواد منفجره به هیدرولیک متکی هستند.

مزایای قدرت مایع در رباتیک

  • چگالی قدرت بالا - سیستم های هیدرولیک می توانند ده برابر بیشتر از یک موتور الکتریکی وزن معادل تولید کنند.این برای سلاح های ربات و ربات های پا افتاده حیاتی است.
  • ] کنترل تصمیم - ظرفیت های سروو و مبدل های موقعیت کنترل حلقه بسته را با دقت کنترل نیروی ± 0.01 میلی متر است زیرا فشار به طور مستقیم به نیروی اعمال می شود.
  • قابلیت و قابلیت دور بودن [FLT 1] - سیستم های قدرت مایع بارهای شوک، لرزش و آلودگی را بهتر از موتورهای الکتریکی تحمل می کنند، آنها نیاز به تعمیر و نگهداری حداقل در هنگام فیلتر و مهر و موم دارند.
  • - سیستم های می توانند برای شکست ایمن طراحی شوند (به عنوان مثال، دریچه های تعادل که بار در صورت از دست دادن قدرت نگه می دارند). سیستم های پنوماتیک به طور ذاتی در محیط های انفجاری ایمن هستند زیرا آنها هیچ جرقه ای تولید نمی کنند.
  • حرکت مووت - عدم توانایی مایع هیدرولیک حرکت صاف، بدون واکنش، ایده آل برای مسیر جوشکاری مداوم یا نقاشی فراهم می کند.

مقایسه با قانون گذاری الکتریکی

در حالی که محرک های خطی الکتریکی و سروو های دوار بازده بالاتری و نویز پایین تری را ارائه می دهند، اغلب نیاز به دنده برای دستیابی به گشتاور بالا دارند، اضافه کردن وزن و قدرت مایع مایع، در مقابل، به طور مستقیم فشار را به نیروی تبدیل می کند. انجمن برق مایع ملی [FLT 1] اشاره می کند که در بسیاری از برنامه های سنگین بارگذاری، سیستم های هیدرولیک بیشتر هزینه و قوی تر از درایوهای الکتریکی معادل آن باقی می مانند.

نقش در ساخت خودکار

خطوط تولید خودکار به قدرت مایع برای طیف وسیعی از عملیات بستگی دارد: فشار، بستن، مهر زدن، انتقال، قالب بندی و بسته بندی، توانایی تولید نیروهای عظیم با سرعت تکرار شده، تولید را به طور موثر ادامه می دهد.

مطبوعات هیدرولیک و تشکیل

در تولید فلزکاری و پلاستیک، فشار هیدرولیک نیروی کنترل شده را برای شکل دادن به مواد اعمال می کند. خطوط مطبوعات خودکار از کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) برای توالی چندین سیلندر هیدرولیکی برای ساخت عمیق، ساخت و ساخت و ساز کامپوزیت استفاده می کنند. Boschbach Huang سری از سروو-آب و عروق] فشار چرخه را تا 30٪ از سیستم های کنترل هیدرولیکی کاهش می دهد.

پردازش پنوماتیک و Materialching

سیستم های پنوماتیک مواد عمده، پودرها و قطعات کوچک را از طریق لوله با استفاده از فشار هوا حرکت می کنند.در کارخانه های خودکار، ربات های هدایت شده بینایی اجزای نوار نقاله را انتخاب می کنند و فلز ورق یا مقوای مکش های مکش پنوماتیک را بدون آسیب می کنند.

مجلس و

عملیات های اتوماتیک پیچ، پر کردن و جوشکاری اغلب از محرک های پنوماتیک برای مسدود کردن قطعات در موقعیت استفاده می کنند. گیره های هیدرولیک نیروهای بالایی را برای عملیات ماشینکاری فراهم می کنند در حالی که قابلیت تکرار در سطح میکرومتر را حفظ می کنند. ابزار پایان سلاح های ربات اغلب هر دو پنوماتیک و مدارهای هیدرولیک را ادغام می کند تا به سرعت بین وظایف تغییر کند.

بسته بندی و برچسب گذاری

خطوط بسته بندی سریع بالا به خطوط بسته بندی پنوماتیک برای استقرار کارتن، قرار دادن محصول و بسته بندی مورد نیاز متکی هستند.زمان سریع چرخه محرک های پنوماتیک - اغلب بیش از 120 چرخه در هر دقیقه - قابل قبول است که محرک های الکتریکی بدون بیش از حد مبارزه می کنند. انعطاف پذیری برای تنظیم طول سکته و نیروی از طریق تنظیم کنندگان فشار ساده باعث می شود که پنوماتیک محبوب برای تغییر محصول.

مزایای صنعت

  • سرعت و کارایی - سیستم های پنوماتیک می توانند بیش از 1 متر / سرعت و شتاب به اندازه کافی بالا برای سیستم های سریع هیدرولیک و سریع، در حالی که کندتر، حفظ نیروی ثابت در سراسر سکته، کاهش نیروهای تاثیر و سایش.
  • - Valves می تواند دوباره پیکربندی شده یا جایگزین برای تغییر پروفایل حرکت.سیستم پایه مشابه می تواند با محصولات مختلف با تغییر تنها اثر نهایی و برنامه ریزی کنترل کننده سازگار شود.
  • ترکیب سازی (FLT:1) - فشرده هوا نسبتا ارزان است و اجزای پنوماتیک تولید انبوه، کاهش هزینه های اولیه تجهیزات هیدرولیک، در حالی که گران تر، ارائه عمر طولانی تر در برنامه های سنگین کار.
  • یکپارچه سازی خودکارسازی - سیستم های برق مایع مدرن با پروتکل های صنعت 4.0 (IO-Link، Profibus، Ethernet / IP) برای نظارت و نگهداری زمان واقعی و پیش بینی شده سیلندرهای مجهز به سنسور می توانند سطوح را گزارش دهند، کاهش خرابی های بدون برنامه.

انرژی های بهره وری

به طور سنتی، قدرت مایع برای بهره وری انرژی پایین در مقایسه با سیستم های الکتریکی مورد انتقاد قرار گرفته است، با این حال، نوآوری هایی مانند درایوهای پمپ متغیر، سیستم های الکتروکالاتور هیبریدی و هیدرولیک دیجیتال شکاف را محدود می کنند.به عنوان مثال، یک سیستم هیدرولیک حلقه بسته می تواند انرژی را در طول ترمز بازیابی کند و برای چرخه بعدی استفاده کند، دستیابی به طور کلی کارآمدترین 70٪ بالاتر.

چالش ها و روند آینده

با وجود نقاط قوت آن، قدرت مایع با چالش مواجه است: نشت، سر و صدا، تولید گرما و نیاز به تمیزی مایع.

  • سیستم های سروو هیدروژل (EHS) - ترکیب قدرت هیدرولیک با هوش الکترونیک برای حرکت دقیق و بهینه سازی انرژی.
  • هیدرولیک دیجیتال - استفاده از بانک های شیر در / خاموش برای ایجاد مناطق متغیر و یا معنی، کاهش زیان های تر.
  • پنوماتیک های هوشمند - سنسورهای و کنترل کننده های غیرمتمرکز را برای نظارت بر جریان، فشار و موقعیت، قادر به تشخیص خود و کنترل سازگار با خود ادغام کنید.
  • مایعات مبتنی بر محیط زیست و سازگار با محیط زیست - روغن های گیاهی و استر مصنوعی کاهش تاثیر زیست محیطی و بهبود ایمنی.

با نگاهی به آینده، قدرت مایع در کنار رباتیک و اتوماسیون به تکامل خود ادامه خواهد داد. روند به سمت ربات های مشترک احتمالا استفاده از پنوماتیک را برای ایمنی ذاتی آن افزایش می دهد، در حالی که محرک های هیدرولیک راه حل برای اتوماسیون سنگین در تدارکات، ساخت و ساز و تولید باقی خواهد ماند.

نتیجه گیری

قدرت مایع بسیار دور از توانایی آن برای ارائه (FLT:0) تراکم نیروی بالا، کنترل دقیق، قابلیت اطمینان و عملیات ایمن آن را در رباتیک و تولید خودکار از سلاح های هیدرولیک غول پیکر که شکل پانل های بدن ماشین به قطعات کوچک پنوماتیک که جمع آوری الکترونیک، سیستم های برق مایع به آرامی قدرت فیزیکی صنعت مدرن به عنوان پیشرفت های اتوماسیون دیجیتال و کنترل انرژی، ادامه خواهد داد، به انطباق یک هسته ای از برق مایع باقی خواهد ماند.