Uloga trajnih magneta u naprednoj industrijskoj automatizaciji i robotici
Увод
Industrijska automatizacija i robotika su glavni doprinosi poboljšanju efikasnosti proizvodnje, preciznosti i održivosti u eri Industrije 4.0. Trajni magneti, koji se obično prave od jedinjenja kao što su neodimijum-železo-bor (NdFeB) ili samarijum-kobalt (SmCo), ključni su za ove napretke. Oni proizvode snažna, stabilna magnetska polja bez potrebe za kontinuiranim unosom energije i neophodni su za trenutne sisteme automatizacije i robotike.
Sa primenama u svemu, od motora do sofisticiranih sistema za senzore i kontrolu, trajni magneti revolucioniraju razne industrije. U ovom članku istražujemo glavne primene trajnih magneta u oblasti industrijske automatizacije i robotike, ističući ulogu koju igraju u poboljšanju efikasnosti, preciznosti i pouzdanosti.
Motori sa trajnim magnetima u okviru robota: poboljšanje efikasnosti i izlazne snage
Šta su motori sa trajnim magnetima?
Motori sa trajnim magnetima (PMM) koriste jake magnete za održavanje konstantnog magnetskog polja, što ne zahteva spoljne izvore napajanja kao stariji indukcioni motori. To ih čini pogodnijim za primenu u robotskim pogonskim sistemima zbog njihove fenomenalne efikasnosti, malog prostora i odličnih svojstava obrtnog momenta.
Предности коришћења мотора са трајним магнетима у роботици
• Побољшање енергетске ефикасности: ПММ-ови не захтевају електричну струју за генерисање магнетног поља, што смањује губитак енергије. То доводи до нижих трошкова рада и дужег трајања батерије у роботичким системима који раде на батеријама, што их чини ефикаснијим од стандардних мотора.
• Виша густина енергије: Однос тренутног момента према тежини ПММ-а омогућава им да се минијатуризују без компромитовања перформанси, заузимајући мање простора у датом конструкцији робота.
• Побољшана брзина и тачност: ПММ може брзо реаговати на промене улаза, што га чини идеалним за апликације у којима су потребна брза забрзања, успоравања и тачност позиционирања.
• Мања производња топлоте: Пошто су ПММ-ови много ефикаснији (мање губитака), производња топлоте је мања што доприноси њиховој поузданости и смањује потребу за сложенијим системима хлађења.
Употребљиви случајеви у индустријској роботици
· Ефикасни ПММ се користе у аутономним мобилним роботима (АМР) и аутоматизованим вођеним возилима (АГВ) како би се максимално повећао трајање батерије и трајање рада.
·Чак је и употреба колаборативних робота (кобота) побољшана захваљујући ПММ-овима, са глаткијим и прецизнијим покретима који их чине сигурнијим за рад поред људи
·За задате као што су заваривање, монтажа и излазак и постављање, артикулиране роботичке руке захтевају изузетно фину контролу мотора.
Магнетни компоненти за сензирање и контролу: омогућавајући прецизност аутоматизације
Кључни принцип магнетних сензора
Индустријска аутоматизација ће вероватно бити важна примена за магнетне сензоре због захтева за неконтактно сензирање положаја, детекцију кретања и повратну информацију система. Ови сензори користе јединствене карактеристике трајних магнета да би мерели померање, брзину и угловно положај без механичког знојања и нису погођени спољним елементима као што су прашина и влага.
Увод у суштинске магнетне компоненте у аутоматизацији
Магнетни енкодери:
· Користи се за прецизну повратну позицију у роботичким рукама и ЦНЦ машинама.
· Додају већу поузданост у поређењу са оптичким енкодерама у непријатељским индустријским окружењима.
· Омогућавају изузетно прецизну контролу ротационог и линеарног кретања.
Сензори за Холл Ефекат:
Откривање промена у магнетним пољима како би се утврдило положај кретајућих делова.
Често се користи за ДЦ моторе без четкице (БЛДЦ) за правилно усаглашавање покрета ротора.
Магнетни редови прекидачи:
а) Обезбедити контактну интеракцију за безбедносне закључке у потпуно аутоматизованим системима.
б) Помоћ у праћењу отвара врата, флексибилних роботичких руку и кретања конвејерских трака.
Линеарни и ротациони сензори магнетне позиције.
а) Помоћ система за управљање затвореним циклусом који се користе у роботици
б) Побољшање прецизности у операцијама серво-аутоматизације.
Магнетни сензори се сада све више користе и у аутоматизацији.
• Неконтактно мерење: смањује механичко хабање и продужава живот компоненти.
• Функција у тешким условима: За разлику од оптичких сензора, магнетни сензори добро функционишу у подручјима са прљавштином, масти и високим температурама.
• Висока прецизност и поузданост: Веома је важно за одржавање високог квалитета у индустријској аутоматизацији.
Пет предности коришћења магнетног радног држења
Пошто традиционална решења за зачепљење у производњи користе механичке силе, овај процес може бити веома склона изобличавању материјала и показује велику варијацију. С друге стране, магнетно држење за рад, које користи трајне магнете, може снажно, али неинвазивно држати ферромагнетни радни део и веома је прецизан начин за машину.
Типови магнетских система за причвршћивање Електро-перманентни магнетски чакови
· Користећи кратак електрични импулс за укључивање / искључивање магнетног поља
· Дају снажну снагу одржавања, не захтевајући континуирано снабдевање струјом.
· Идеално за ЦНЦ обраду, мељење и фрезење
Стални магнетни уређаји:
· Да обезбедите потребну снагу за држање доследно и предвидљиво.
· Аутоматизација заваривања у употребљеном аутомобилу и роботизована монтажна линија.
Роботи са магнетним крајњим ефекторима:
· Омогућавање брзе и прецизне операције узимања и постављања.
· Смањење периода неактивности повезаног са механичким заграбљачима.
Магнетно запљачкање аутоматизација предности рада
· Уставка и промјена хитре: Скраћује време циклуса, што даје ефикасност производње.
· Стабилна чврстоћа задизања: Обезбеђује поузданост у операцијама обраде и заваривања
Енергетски ефикасан У поређењу са стандардним вакуумским или пнеуматичким зачепцима, електро-постојан магнет потроши енергију само током активирања и деактивације.
Примене у индустрији
· Автоматизоване монтажне линије: Постоје позитивна постављања компоненти.
· Аутоматизација заваривања: Поддршка за делове који захтевају високе фиксативне притиске без деформације.
· ЦНЦ обрада: Побољшање прецизности и минимизација времена поставке.
Магнетно левитација у интелигентној производњи: смањење тријања, повећање ефикасности
Шта је магнетно левитација (маглев)?
Технологија магнетне левитације користи трајне магнете како би створила систем кретања без тријања, смањујући зношење и повећавајући ефикасност у производњи.
3.2 Кључне апликације у паметном производу
Магнетни конвејдерски системи:
· Мање механичко тријање, што узрокује мање хабања и рушења током одржавања.
· Безпрекорен превоз материјала високих брзина
Магнетни линеарни мотори:
примена у прецизној обради и полупроводничким системима
Трка за Месец, а на крају и Марс, почиње сада·Омогућити ултра-гладку покрет са нанометарском прецизношћу
Пложеће радне станице:
· елиминишу грешке вибрације на прецизним контејнерским линијама.
Предности левитације са магнетизмом
• Мање одржавања: Без физичког контакта значи мање хабања.
· Ултра-гладко кретање: добро је погодан за прецизне апликације.
· Енергетска ефикасност: Смањује укупне губитке енергије због смањења тријања.
Закључак
Стални магнети су овде да остану у будућој индустријској аутоматизацији
Стални магнети све више постају грађевински блок иновација док индустријска аутоматизација и роботизација напредују. Од високоефикасних мотора у роботизованим системима до прецизних магнетних сензора, најсавременијих техника држења радова и нових примена за магнетну левитацију, ови магнети мењају лице модерне производње.
Перманентни магнети су идеални кандидати за решавање изазова повезаних са еволуцијом индустријске аутоматизације због њихове способности да побољшају енергетску ефикасност, повећају прецизност и омогућавају интелигентну аутоматизацију. С растућом потражњом за паметнијим, адаптивним и високоперформансним роботизованим системима, вероватно ће се значај технологија трајних магнета даље повећавати.
Индустрије морају да усвоје напредна магнетна решења како би побољшале оперативну ефикасност, смањиле трошкове и поставили темеље за модерну, аутоматизовану будућност.
