A permanens mágnesek szerepe a fejlett ipari automatizálásban és robotikában

Bevezetés

Az ipari automatizálás és a robotika a legfőbb hozzájárulók a gyártási hatékonyság, precizitás és fenntarthatóság növelésében az Ipar 4.0 korszakában. A permanens mágnesek, amelyek általában neodímium-vas-bór (NdFeB) vagy szamárium-kobalt (SmCo) vegyületekből készülnek, kulcsszerepet játszanak ezekben az előrelépésekben. Erőteljes, stabil mágneses mezőket hoznak létre folyamatos energiaellátás nélkül, és elengedhetetlenek a jelenlegi automatizálási és robotikai rendszerekhez.

A motoroktól kezdve a kifinomult érzékelő és vezérlőrendszerekig a permanens mágnesek forradalmasítják a különböző iparágakat. Ebben a cikkben a permanens mágnesek ipari automatizálásban és robotikában betöltött fő alkalmazásait vizsgáljuk, kiemelve a hatékonyság, precizitás és megbízhatóság növelésében játszott szerepüket.

Permanens mágneses motorok a robotikai meghajtási keretrendszerekben: a hatékonyság és a teljesítmény növelése

Mik azok a permanens mágneses motorok?

A permanens mágneses motorok (PMM) erős mágneseket használnak egy állandó mágneses mező fenntartására, amely nem igényel külső energiaforrást, mint a régebbi indukciós motorok. Ezért kedvezőbbek a robotikai meghajtórendszerekben való alkalmazásra, köszönhetően fenomenális hatékonyságuknak, kis helyigényüknek és kiváló nyomaték tulajdonságaiknak.

A permanens mágneses motorok használatának előnyei a robotikában

• Javított energiahatékonyság: A PMM-ek nem igényelnek elektromos áramot a mágneses mező létrehozásához, csökkentve az energia veszteségeket. Ez alacsonyabb üzemeltetési költségekhez és hosszabb akkumulátor élettartamhoz vezet a akkumulátorral működő robotikai rendszerekben, így hatékonyabbak, mint a standard motorok.

• Magasabb teljesítmény sűrűség: A PMM-ek nyomaték-súly aránya lehetővé teszi számukra, hogy miniaturizálják őket a teljesítmény feláldozása nélkül, így kevesebb helyet foglalnak el egy adott robotikai tervezésben.

• Javított sebesség és pontosság: A PMM gyorsan reagálhat a bemeneti változásokra, így ideális olyan alkalmazásokhoz, ahol gyors gyorsulás, lassulás és pozicionálási pontosság szükséges.

• Kevesebb hőtermelés: Mivel a PMM-ek sokkal hatékonyabbak (kevesebb veszteség), ezért a hőtermelés is kevesebb, ami hozzájárul megbízhatóságukhoz és csökkenti a bonyolult hűtőrendszerek szükségességét.

Használati esetek ipari robotikában

· Hatékony PMM-eket használnak autonóm mobil robotokban (AMR) és automatizált irányított járművekben (AGV), hogy maximalizálják akkumulátoruk élettartamát és működési idejét.

·Még az együttműködő robotok (cobotok) használata is javul a PMM-eknek köszönhetően, simább és pontosabb mozgásokkal, amelyek biztonságosabbá teszik őket az emberekkel való együttműködés során.

·Olyan feladatokhoz, mint a hegesztés, összeszerelés és pick and place, az artikulált robotkarok rendkívül finom motoros vezérlést igényelnek.

 

Mágneses komponensek érzékeléshez és vezérléshez: Az automatizálás precizitásának lehetővé tétele

A mágneses érzékelők kulcsfontosságú elve

Az ipari automatizálás valószínűleg fontos alkalmazás lesz a mágneses érzékelők számára a nem érintkező pozícióérzékelés, mozgásérzékelés és rendszer-visszajelzés iránti igény miatt. Ezek az érzékelők a permanens mágnesek egyedi tulajdonságait használják a elmozdulás, sebesség és szöghelyzet mérésére mechanikai kopás nélkül, és nem befolyásolják őket külső elemek, például por és nedvesség.

 

Bevezetés az alapvető mágneses komponensekbe az automatizálásban

Mágneses kódolók:

· Pontos pozíció-visszajelzésre használják robotkarokban és CNC gépekben.

· Magasabb megbízhatóságot nyújtanak az optikai kódolókkal szemben ellenséges ipari környezetben.

· Rendkívül pontos vezérlést tesznek lehetővé a forgó és lineáris mozgás terén.

 

Hall-effekt érzékelők:

A mágneses mezők változásait érzékelik a mozgó alkatrészek pozíciójának meghatározásához.

Gyakran használják kefementes DC motoroknál (BLDC) a rotor mozgásának megfelelő illesztéséhez.

Mágneses reed kapcsolók:

a) Érintkezés nélküli interakciót biztosítanak a biztonsági zárak számára teljesen automatizált rendszerekben.

b) Segítség a ajtónyitások, rugalmas robotkarok és szállítószalag mozgások nyomon követésében.

 

Lineáris és forgó mágneses pozícióérzékelők.

a) Segítség a zárt hurkú vezérlőrendszerekben, amelyeket robotikában használnak

b) Pontosság javítása a szervó-automatizálási műveletekben.

 

A mágneses érzékelőket mostanában egyre inkább használják az automatizálásban.

• Nem-kontakt mérések: Csökkenti a mechanikai kopást és meghosszabbítja a komponensek élettartamát.

• Működés zord körülmények között: A mágneses érzékelők jól működnek olyan területeken, ahol szennyeződés, zsír és magas hőmérséklet van, ellentétben az optikai érzékelőkkel.

• Magas pontosság és megbízhatóság: Nagyon fontos a magas minőség fenntartásához az ipari automatizálásban.

 

Öt előny a mágneses munkadarab-rögzítés használatából

Mivel a hagyományos rögzítési megoldások a gyártás során mechanikai erőket használnak, ez a folyamat nagyon hajlamos lehet az anyag torzulására és magas varianciát mutat. Másrészt a mágneses munkadarab-rögzítés, amely állandó mágneseket használ, erőteljes, mégis nem invazív módon képes megfogni a ferromágneses munkadarabokat, és nagyon pontos módja a megmunkálásnak.

 

Mágneses Rögzítési Rendszerek Típusai Elektromágneses Állandó Mágneses Kengyelek

· Rövid elektromos impulzust használ a mágneses mező be- / kikapcsolásához

· Erős rögzítőerőt kínál, nem igényel folyamatos áramellátást.

· Ideális CNC megmunkáláshoz, csiszoláshoz és marási alkalmazásokhoz

 

Állandó Mágneses Rögzítők:

· Folyamatosan és előre jelezhetően biztosítják a szükséges fogási erőt.

· Használják az autóipari hegesztési automatizálásban és a robotizált összeszerelő soron.

 

Mágneses Végrehajtókkal Rendelkező Robotok:

· Gyors és pontos pick-and-place műveleteket tesznek lehetővé.

· Csökkentik a mechanikus fogókhoz kapcsolódó inaktív időszakokat.

 

Mágneses Rögzítési Automatizálás Munkavállalói Előnyök

· Gyors beállítás és átkonfigurálás: Csökkenti a ciklusidőket, növelve a termelési hatékonyságot.

· Stabil fogási erő: Biztosítja a megbízhatóságot mind a megmunkálási, mind a hegesztési műveletekben.

Energiatakarékos — A standard vákuum- vagy pneumatikus szorítókhoz képest az elektro-állandó mágnesek csak aktiválás és deaktiválás során fogyasztanak energiát.

IP szektor alkalmazásai

· Automatizált összeszerelő vonalak: Pozitív elhelyezések a komponensek számára.

· Hegesztési automatizálás: Támogatja azokat a munkadarabokat, amelyek magas rögzítési nyomásokat igényelnek deformáció nélkül.

· CNC megmunkálás: Növeli a precizitást és minimalizálja a beállítási időt.

 

Mágneses lebegés az okos gyártásban: A súrlódás csökkentése, a hatékonyság növelése

Mi az a mágneses lebegés (maglev)?

A mágneses lebegés technológia állandó mágneseket használ a súrlódásmentes mozgási rendszer létrehozására, csökkentve a kopást és növelve a hatékonyságot a gyártási folyamatokban.

3.2 Kulcsfontosságú alkalmazások az okos gyártásban

Mágneses szállítórendszerek:

· Alacsonyabb mechanikai súrlódás, kevesebb kopást és karbantartást okoz.

· Zökkenőmentes, nagy sebességű anyagszállítás

Maglev Lineáris Motorok:

· Alkalmazás precíziós megmunkálásban és félvezető rendszerekben

A verseny a Holdra, és végül a Marsra, most kezdődik·Lehetővé teszi a rendkívül sima mozgást nanométeres pontossággal

Lebegő Munkaállomások:

· Kiküszöböli a vibrációs hibákat a precíziós összeszerelő vonalakon.

A levitáció előnyei mágnesességgel

• Csökkentett Karbantartás: Nincs fizikai érintkezés, ami kevesebb kopást jelent.

· Rendkívül sima mozgás: Jól alkalmazható a precíziós érzékeny alkalmazásokhoz.

· Energiatakarékosság: Csökkenti a teljes energia veszteségeket a csökkentett súrlódás miatt.

 

Következtetés

A permanens mágnesek itt maradnak a jövő ipari automatizálásában

A permanens mágnesek egyre inkább az innováció építőkövévé válnak, ahogy az ipari automatizálás és a robotika fejlődik. A nagy hatékonyságú motoroktól a robotikai rendszerekben a precizitást növelő mágneses érzékelőkig, a korszerű munkadarab-rögzítési technikákig és az új mágneses levitációs alkalmazásokig ezek a mágnesek megváltoztatják a modern gyártás arcát.

A permanens mágnesek ideális jelöltek az ipari automatizálás fejlődésével kapcsolatos kihívások megoldására, mivel képesek javítani az energiahatékonyságot, növelni a pontosságot és lehetővé tenni az intelligens automatizálást. A kereslet a még okosabb, alkalmazkodóbb és nagy teljesítményű robotikai rendszerek iránt növekszik, így a permanens mágnes technológiák jelentősége valószínűleg tovább nő.

Az iparágaknak fejlett mágneses megoldásokat kell alkalmazniuk a működési hatékonyság javítása, a költségek csökkentése és a modern, automatizált jövő megalapozása érdekében.