תפקיד הכוח פלויד בתעשיית הרובוטיקה והייצור האוטומטי

כוח פלויד - השימוש בנוזלים מחוננים (hydraulics) וגזים (pneumatics) כדי ליצור, לשלוט ולהעביר כוח - נשאר טכנולוגיה בסיסית בFLT:0roboticsFLT:1 ו-FLT:2automated ייצור FLT 3: בעוד servos חשמליים ומנועי ישיר גדלו פופולריות, כדי לאפשר מהירות משולבת, כדי לפתח דיוקים מודרניים, ולהוביל שיטות תעשייתיות, דורשות, כדי למנוע צמיחה, כדי למנוע צמיחה תעשייתית ולהפחית את המולקולות מודרניות, ומהירות, כדי לפתח יעילות, וכושר לחימה, ולהפחית את זה, ובאופן יעיל, ובאופן יעיל.

הבנה של Powerid

בלבו, כוח נוזל ממיר את הלחץ והזרימה של נוזל עבודה להילוך מכני או כוח.שני סניפים עיקריים קיימים:

• (FLT:0) HydraulivecsFLT:1 - משתמשת בנוזלים בלתי-ממדיקים כגון תערובת שמן או גליקול מים.It מצטיין ביצירת כוחות גבוהים מאוד, מה שהופך אותו אידיאלי עבור הרמת כבד, לחץ, וזרועות רובוטיות בקנה מידה גדול.
• (FLT:0)PneumaticsFLT:1 - שימוש בגזים דחוסים (בדרך כלל אוויר דחוס) הוא מוערך עבור מהיר, נקי וקלה, בדרך כלל נמצא ברובוטים נבחרים והמקום, מאחזים ותחנות ייצור כוח נמוך.

שתי המערכות חולקות ארכיטקטורה משותפת: עובר ראשוני מניע משאבה או דחוס; שסתום זרימה ישירה; פועלים (צילינדרים או מנועים רוטאריים) להמיר אנרגיה נוזלית לתוך תנועה; וחיישנים להאכיל בחזרה לחץ, עמדה או כוח לבקר.הבחירה בין הידראולי ו pneumatic תלויה בכוח היישום, מהירות, דיוק, דרישות סביבתיות.

מערכות Power Systems Fluid Power Systems

• (FLT:0)Pumps and CompressorsFLT:1) - להמיר אנרגיה מכנית לאנרגיה נוזלית. משאבות הידרוקוליות (gear, vane, piston) לספק לחץ גבוה; דחוסים אוויריים מספקים זרימה מתמדת בלחץ מוסדר.
• (FLT:0)ValvesFLT:1 - זרימה שליטה, כיוון ולחץ. שסתום בקרה כיוון (מטופש, סרבו) מאפשר קביעת תנועה מדויקת.
• (FLT:0) מעשיומרטומאלף 1: 1) - גלילי ליניארי או מנועים רוטאריים. גלילי הידרוקוליים יכולים לייצר אלפי קלמנטים; גלילי pneumatic להשיג זמני מחזור מהירים עם אינרציה מינימלית.
• (ב) ,0) הוספת קומונסנטים:1 - מסננים, רגולטורים, lubricators (עבור pneumatics) וחילופי חום, accumulators (עבור הידראולים) להבטיח ניקוי נוזלים ויעילות מערכת.

יישומים ב- Robotics

כוח פלויד משולב עמוק בתוך רובוטים תעשייתיים ושירותיים כאחד, היכולת שלו לספק מומנט גבוה במהירויות נמוכות ללא הילוך, וכדי לעמוד בבטחה ללא חימום יתר, נותן לו יתרונות על מערכות חשמל טהורות במשימות רבות.

רובוטים hydrulic עבור פעולות כבדות-Duty

רובוטים תעשייתיים גדולים המשמשים לייצור רכב, בנייה וכריית להסתמך על הידראולים.לדוגמה, זרועות הידראוליות הידראוליות הידראוליות עבור ריתוך או טיפול חומרי יכול להרים כמה טון עם כוח חלק, מתמשך.ה-FLT:0pto hydroulic Robots (FLT:1) מדגים כיצד אקסקסים סרבו-hydraulic להשיג חזרה על מיקומה למטה לעשיריות של מילימטר בעוד כוחות מנועים לא יכולים להתאים את גודל חשמלי דומה.

רשתות חוצות ו- Pick-and-Place Systems

בקווים מהירים של הרכב, מוליכים כוח pneumatic שנפתחים וקרובים במילימטרים. Parallel-jaw לוכדים, ואקום כוסות, ו קולג 'קצצים כולם לרוץ על אוויר דחוס.הטבע הקל של neumatic actuators מאפשר לרובוטים לנוע מהר יותר עם צריכת אנרגיה נמוכה יותר.

כוח פלויד ב- Mobile ו- Humanoid Robots

מערכות הידרוקוליות משמשות גם רובוטים לרגליים על יכולתם לספק שליטה בעוצמה גבוהה של רוחב פס.לדוגמה, ה- 0Boston SpotFevolveveFLT:1 משתמשות בפעולת הידראולית עבור הגאולוגי שלה, בעוד רובוטים אנושיים כמו FLT:2DARPA של AtlasFLT 3: מסתמכים על חומרים הידראוליים כדי לבצע מניפולציות חומריות ומניפולניות.

היתרונות של כוח פלויד ב- Robotics

• (FLT:0) High Power DensentiityFLT:1 - מערכות הידרוקוליות יכולות לייצר פי עשרה יותר כוח מאשר מנוע חשמלי של משקל שווה ערך.זה קריטי עבור נשקים רובוטיים קומפקטיים ורובוטים לרגליים.
• (FLT:0) Precision ControlFLT:1 - סרבו-valves ו-con Transducers לאפשר שליטה בקנה מידה סגור עם דיוק של ±0.01 מ"מ שליטה על כוח הוא טבועה כי הלחץ מתייחס ישירות לכוח הפעיל.
• (FLT:0) אחריות ו DurabilityFLT:1 - מערכות כוח פלויד סובלות עומסי הלם, רטט, וזיהום טוב יותר מאשר מנועים חשמליים.
• (FLT:0)SafetyigtyFLT:1) - מערכות הידרוקוליות יכולות להיות נועדו למנוע ביטחון (למשל, שסתום מאוזן נגדית המחזיקה עומס במקרה של אובדן כוח).
• (FLT:0)Smooth MotionveFLT:1) - אי-ההתאמה של נוזל הידראולי מספק תנועה חלקה, ללא תגובה, אידיאלי עבור נתיב מתמשך שטבע או ציור.

השוואה עם Electric Actuation

בעוד שמניפסטים ליניאריים חשמליים ורחובות רוטאריים מציעים יעילות גבוהה יותר ורעש נמוך יותר, הם לעתים קרובות דורשים הילוך כדי להשיג מומנט גבוה, הוספת משקל ותגובה כוח פלויד, לעומת זאת, להמיר ישירות לחץ לתוך כוח.ה-FLT:0 National Fluid Power AssociationFLT:1 מציין כי ביישומים רבים עומס כבד, מערכות הידראוליות נשארות יותר יעילות ושווה ערך מאשר דחף חשמלי מדורג.

תפקיד בייצור אוטומטי

קווי ייצור אוטומטיים תלויים בכוח נוזלי לספקטרום של פעולות: לחיצה, קלפי, בולים, העברה, עובש ואריזות.היכולת לייצר כוחות עצומים עם מהירות חוזרת ממשיך ייצור לזרום ביעילות.

מטענים והפקה

בייצור מתכת ופלסטיק, התקשורת ההידראולית חלת על כוח מבוקר לעצב חומרים.קווים אוטומטיים משתמשים בקרים לוגיים הניתנים לתוכנה (PLCs) כדי לרצף מספר רב של צילינדרים הידראוליים עבור משיכת עמוק, זיוף, ותבנית מורכבת.The FLT:0BoschrothFLT:1 סדרה של servo-hydraulices להפחית את מחזור על ידי פעמים עד 30% כדי משאבה אנרגיה הידראולית.

« שקיפות וחיבור חומרי

מערכות ⁇ מעבירות חומרים, אבקות וחלקים קטנים באמצעות צינורות באמצעות לחץ אוויר.במפעלים אוטומטיים, רובוטים מונחי ראייה בוחרים רכיבים ממעבירים, ו כוסות ענישה טונומטיות מעליות מתכת או קרטון ללא נזק.הטבע הקל של כלים pneumatic מאפשר גם להם להיות רכוב על זרועות מבוטות מבלי לרסן את מפרק הרובוט.

האסיפה וההתקפי

פעולות מבולדות אוטומטית, גילוח, ומיזוג לעתים קרובות להשתמש pneumatic actuators עבור חלקי clamping בתפקיד. clamps hydroulic לספק את כוחות החזקה הגבוהים הדרושים עבור פעולות מאצ'ינג תוך שמירה על חזרות ברמה מיקרומטר. רובוטית קצה כלי של כלי חתוך לעתים קרובות משלבת הן pneumatic והן מעגלים הידראוליים כדי לעבור בין משימות במהירות.

אריזה ולייבל

קווי אריזה מהירים מסתמכים על pneumatics עבור קרטון ארקטוס, שילוב מוצר, ובמקרה חותם.זמני מחזור מהירים של pneumatic Actuators - לעתים קרובות מעל 120 מחזורים לדקה - ניתן דרך חישוב כי פועלי חשמל נאבקים להתאים ללא חימום יתר.הגמישות להתאים את אורך השבץ וכוח באמצעות רגולטורים פשוטים עושה pumatics פופולרי עבור שינויים המוצר.

היתרונות בתעשייה

• (FLT:0Speed ו-EfficiencyFLT:1) - מערכות ⁇ יכולות להשיג מהירויות על פני 1 מ' / ו האצות גבוהות מספיק עבור מערכות איסוף מהיר ומיקום.
• (FLT:0) ,LlexibilityFLT:1) - Valves ניתן לתקן מחדש או להחליף פרופילים תנועה.אותה מערכת בסיס ניתן להתאים מוצרים שונים על ידי שינוי רק קצה האפקטיבית ותכנת את הבקר.
• (FLT:0) Cost-EffectivenessFLT:1) - אוויר מורכב יחסית, ורכיבי pneumatic הם בעלי תכשיר המוני, הורדת עלויות הציוד הראשוניות.
• (FLT:0) אינטגרציה אינטגרציה אינטגרטיבית 1FLT:1 - מערכות כוח נוזלי מודרני משתלב עם פרוטוקולי תעשייה 4.0 (IO-Link, Profibus, Ethernet/IP) עבור ניטור בזמן אמת ותחזוקה חיזוי.

שיקולים של אנרגיה

באופן מסורתי, כוח נוזל כבר ביקורת על יעילות אנרגיה נמוכה יותר בהשוואה למערכות חשמל.עם זאת, חידושים כגון כונן משאבה במהירות משתנה, מערכות accumulator היברידי, ודיגיטליים הידראוליים מצמצמים את הפער.לדוגמה, מערכת סרבו הידראולית סגורה יכול לשחזר אנרגיה במהלך גירוד ו reuse אותו עבור המחזור הבא, השגת יעילות כוללת של 70% מעל.

אתגרים ומגמות עתידיות

למרות החוזקות שלה, כוח נוזל עומד בפני אתגרים: דליפות, רעש, דור חום, ואת הצורך ניקוי נוזלים.

• (FLT:0) מערכות סרבו (EHS)Fua1LT - משלבות את הכוח של הידראולים עם האינטליגנציה של אלקטרוניקה עבור תנועה מדויקת, אנרגיה-אופטימית.
• (FLT:0)Digital hydroulicsFLT:1 - השתמש בבנקים של שסתום על /off כדי ליצור אזורים משתנים או מרכזיים, צמצום ההפסדים.
• (FLT:0) חכמים PneumacioticsFLT:1 - משלב חיישנים ובקרים מבוזרים כדי לפקח על זרימת, לחץ, ומיקום, המאפשר אבחון עצמי ושליטה הסתגלותית.
• (FLT:0)Bio-based and Eco- Friendly Fluidsoverph:1) - שמנים צמחיים ותאים סינתטיים להפחית את ההשפעה הסביבתית ולשפר את הבטיחות.

במבט קדימה, כוח נוזל ימשיך להתפתח לצד הרובוטיקה והאוטומציה.המגמה לעבר רובוטים שיתופיים תגביר ככל הנראה את השימוש ב- pneumatics לבטיחות הטבוע שלה, בעוד שפועלים הידראוליים יישארו הפתרון של אוטומציה כבדה בלוגיסטיקה, בנייה וייצור.

מסקנה

כוח פלויד רחוק מיושנת.היכולת שלו לספק FLT:0 צפיפות כוח גבוהה, בקרה מדויקת, אמינות סלעית, ומבצע בטוח FLT:1 עושה את זה הכרחי רובוטיקה וייצור אוטומטי. מזרועות הידראוליות ענקיות המעצבות לוחות גוף רכב לתופסים זעירים pneumatic כי להרכיב אלקטרוניקה, מערכות כוח נוזלי כוח בשקט כוח הזרוע הפיזית של התעשייה המודרנית.