Quelles sont les différences entre les articulations de robots pneumatiques et servo-commandées ?

En tant que fournisseur deArticulations du robot, j'ai été témoin de l'évolution rapide des technologies d'assemblage de robots ces dernières années. Deux types importants d'articulations de robots sont les articulations pneumatiques et servocommandées. Dans ce blog, j'explorerai les différences entre ces deux types, ce qui peut vous aider à prendre une décision éclairée lors de la sélection des articulations appropriées pour vos applications robotiques.

1. Principes de travail

Joints pneumatiques pour robots

Les joints pneumatiques fonctionnent sur le principe de l'air comprimé. L'air comprimé est stocké dans un réservoir puis libéré dans un actionneur pneumatique, tel qu'un cylindre ou un diaphragme. Lorsque l'air comprimé pénètre dans l'actionneur, il crée une force qui déplace le piston ou le diaphragme, ce qui entraîne le mouvement du joint. Le mouvement est souvent linéaire ou rotatif, selon la conception de l'actionneur. Par exemple, dans un bras robotique pneumatique simple, un vérin pneumatique peut être utilisé pour étendre ou rétracter le bras, tandis qu'un actionneur rotatif peut être utilisé pour faire pivoter le bras autour d'un point de pivotement.

Articulations de robots servo-contrôlés

Les articulations servocommandées reposent sur des servomoteurs. Un servomoteur se compose d'un moteur, d'un mécanisme de rétroaction (généralement un encodeur) et d'un circuit de commande. Le circuit de commande reçoit un signal de commande qui spécifie la position, la vitesse ou le couple souhaité du joint. Le mécanisme de rétroaction surveille en permanence la position, la vitesse ou le couple réel du moteur et renvoie ces informations au circuit de commande. Le circuit de commande ajuste ensuite la sortie du moteur pour minimiser la différence entre les valeurs souhaitées et réelles. Ce système de contrôle en boucle fermée permet un contrôle précis du mouvement de l'articulation.

2. Caractéristiques de performances

Précision du mouvement

Les joints servocommandés offrent une précision de mouvement nettement supérieure à celle des joints pneumatiques. Le système de contrôle en boucle fermée des servomoteurs leur permet de suivre avec précision la position, la vitesse et le couple commandés. Cela rend les joints servocommandés idéaux pour les applications qui nécessitent une haute précision, telles que les opérations de prélèvement et de placement dans la fabrication électronique ou la robotique chirurgicale. D'un autre côté, les joints pneumatiques sont généralement moins précis en raison de facteurs tels que la compressibilité de l'air et la friction dans les actionneurs. Le mouvement des joints pneumatiques peut présenter un certain degré de dépassement ou de jeu, ce qui peut affecter la précision du fonctionnement du robot.

Vitesse et accélération

Les joints servocommandés peuvent atteindre des vitesses élevées et des accélérations rapides. Le servomoteur peut ajuster rapidement sa sortie en fonction du signal de commande, permettant au joint de se déplacer rapidement vers la position souhaitée. En revanche, les joints pneumatiques sont limités en termes de vitesse et d'accélération. Le débit d'air comprimé et l'inertie des composants de l'actionneur limitent la vitesse et l'accélération maximales pouvant être atteintes. Les joints pneumatiques sont plus adaptés aux applications où une vitesse et une accélération modérées sont suffisantes, telles que les tâches simples de manutention.

Charge - Capacité de charge

Les joints pneumatiques peuvent fournir une force de sortie relativement élevée, ce qui les rend adaptés aux applications nécessitant une capacité de charge élevée. La force générée par un actionneur pneumatique est proportionnelle à la pression de l'air comprimé et à la surface du piston ou du diaphragme. Cependant, la capacité de charge des joints servocommandés peut également être assez élevée, en particulier lors de l'utilisation de servomoteurs à couple élevé. L'avantage des joints servocommandés est qu'ils peuvent maintenir un couple constant sur une large plage de vitesses, ce qui est bénéfique pour les applications où la charge varie pendant le fonctionnement.

3. Considérations relatives aux coûts

Coût initial

Les joints pneumatiques ont généralement un coût initial inférieur à celui des joints servocommandés. Les composants pneumatiques tels que les cylindres, les vannes et les compresseurs d'air sont relativement peu coûteux. De plus, le système de contrôle des joints pneumatiques est souvent plus simple, ce qui réduit encore le coût. Les joints servocommandés, en revanche, nécessitent des servomoteurs, des encodeurs et des circuits de commande plus coûteux. Le coût d'un joint servocommandé peut être plusieurs fois supérieur à celui d'un joint pneumatique, en particulier pour les applications de haute précision et à couple élevé.

Coût d'exploitation

Le coût d'exploitation des joints pneumatiques comprend le coût de génération d'air comprimé, qui peut être important, en particulier pour les applications à grande échelle. Les systèmes à air comprimé nécessitent de l'énergie pour faire fonctionner le compresseur d'air, et il peut également y avoir des pertes dues à des fuites dans les conduites pneumatiques. Les joints servocommandés consomment de l'énergie électrique, mais la consommation d'énergie peut être contrôlée avec plus de précision. De plus, les joints servocommandés ont généralement une durée de vie plus longue et nécessitent moins d'entretien que les joints pneumatiques, ce qui peut réduire le coût global d'exploitation à long terme.

4. Scénarios d'application

Joints pneumatiques

Les joints pneumatiques sont couramment utilisés dans les applications où la rentabilité, la simplicité et une force élevée sont requises. Certaines applications typiques incluent :

• Fabrication automobile: Les joints pneumatiques sont utilisés dans les chaînes d'assemblage pour des tâches telles que le levage, le serrage et le pressage. La force élevée des actionneurs pneumatiques permet de manipuler des composants lourds et la simplicité du système pneumatique facilite son intégration dans la chaîne de production.
• Industrie de l'emballage: Les joints pneumatiques sont utilisés dans les machines d'emballage pour des tâches telles que le remplissage, le scellage et l'étiquetage. Les exigences modérées en matière de vitesse et de force de ces applications font des joints pneumatiques un choix approprié.

Articulations servo-contrôlées

Les joints servocommandés sont préférés dans les applications qui exigent une précision, une vitesse et une flexibilité élevées. Voici quelques exemples :

• Bras robotique dans la fabrication électronique: Les articulations servocommandées sont utilisées dans les bras robotiques pour les opérations de prélèvement et de placement de petits composants électroniques. La haute précision et la vitesse des joints servocommandés garantissent un placement précis des composants, ce qui est crucial pour la qualité du produit final.
• Robots humanoïdes: Les articulations servocommandées sont utilisées dans les robots humanoïdes pour imiter les mouvements humains. La capacité de contrôler avec précision la position, la vitesse et le couple des articulations permet aux robots humanoïdes d'effectuer des tâches complexes telles que marcher, saisir et interagir avec l'environnement.

5. Nos offres de produits

En tant que fournisseur deArticulations du robot, nous proposons une large gamme de joints de robots pour répondre aux différents besoins des clients. NotreModules articulés pour micro-robotssont conçus pour les applications nécessitant des joints de petite taille et de haute précision, telles que le micro - assemblage et la robotique médicale. Ces modules sont compacts et légers, mais offrent d'excellentes performances en termes de précision et de vitesse de mouvement.

Nous fournissons égalementModules articulés légers, qui conviennent aux applications où la réduction de poids est importante, telles que les robots mobiles et les drones aériens. Ces modules sont fabriqués à partir de matériaux légers sans sacrifier la résistance et les performances.

6.Conclusion

En résumé, les articulations de robots pneumatiques et servocommandées ont leurs propres avantages et inconvénients. Les joints pneumatiques sont rentables, simples et peuvent fournir une force de sortie élevée, ce qui les rend adaptés aux applications où une précision et une vitesse modérées sont suffisantes. Les joints servocommandés, en revanche, offrent une précision, une vitesse et une flexibilité élevées, mais ils sont plus chers. Lors du choix entre ces deux types de joints, il est important de prendre en compte les exigences spécifiques de votre application, telles que la précision, la vitesse, la capacité de charge et le coût.

Si vous êtes intéressé par notreArticulations du robotproduits ou si vous avez des questions sur la sélection des joints de robot, n'hésitez pas à nous contacter pour une discussion plus approfondie et une négociation d'approvisionnement. Nous nous engageons à vous fournir les meilleures solutions pour vos applications robotiques.

Références

• Spong, MW, Hutchinson, S. et Vidyasagar, M. (2006). Modélisation et contrôle de robots. Wiley.
• Craig, JJ (2005). Introduction à la robotique : mécanique et contrôle. Salle Pearson-Prentice.
• Parnianpour, M. (2011). Actionneurs et systèmes pneumatiques. Springer.