Vai trò của nam châm vĩnh cửu trong tự động hóa công nghiệp và rô bốt học tiên tiến

Giới thiệu

Tự động hóa công nghiệp và robot là những đóng góp chính để tăng hiệu quả sản xuất, độ chính xác và tính bền vững trong thời đại Công nghiệp 4.0. Nam châm vĩnh viễn, thường được làm bằng các hợp chất như neodymium-iron-boron (NdFeB) hoặc samarium-cobalt (SmCo), là chìa khóa cho những tiến bộ này. Chúng tạo ra các trường từ mạnh mẽ, ổn định mà không cần phải tiếp tục năng lượng, và rất cần thiết cho các hệ thống tự động hóa và robot hiện tại.

Với việc sử dụng trong mọi thứ từ động cơ đến các hệ thống cảm biến và điều khiển tinh vi, nam châm vĩnh viễn đang cách mạng hóa nhiều ngành công nghiệp. Trong bài viết này, chúng tôi khám phá các ứng dụng chính của nam châm vĩnh viễn trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp và robot, nhấn mạnh vai trò của chúng trong việc tăng hiệu quả, độ chính xác và độ tin cậy.

Động cơ nam châm vĩnh viễn trong khung ổ đĩa robot: Tăng hiệu quả và sản lượng điện

Động cơ từ vĩnh viễn là gì?

Động cơ nam châm vĩnh viễn (PMM) sử dụng nam châm mạnh để duy trì một từ trường liên tục, không cần nguồn điện bên ngoài như động cơ cảm ứng cũ. Điều này làm cho chúng được ưa thích để triển khai trong các hệ thống ổ đĩa robot do hiệu quả phi thường, dấu chân nhỏ và tính chất mô-men xoắn lớn của chúng.

Những lợi thế của việc sử dụng động cơ nam châm vĩnh viễn trong robot

• Tăng hiệu quả năng lượng: PMM không yêu cầu điện để tạo ra từ trường, giảm mất năng lượng. Điều này dẫn đến chi phí vận hành thấp hơn và tuổi thọ pin dài hơn trong các hệ thống robot chạy bằng pin, làm cho chúng hiệu quả hơn các động cơ thông thường.

• Mật độ điện cao hơn: Tỷ lệ mô-men xoắn so với trọng lượng của PMM cho phép chúng được thu nhỏ mà không ảnh hưởng đến hiệu suất, chiếm ít không gian hơn trong một thiết kế robot nhất định.

• Tăng tốc độ và độ chính xác: PMM có thể phản ứng với các thay đổi đầu vào nhanh chóng, làm cho nó lý tưởng cho các ứng dụng cần tăng tốc nhanh, chậm và chính xác định vị.

• Tăng nhiệt: Vì PMM hiệu quả hơn nhiều (giảm mất mát), do đó việc tạo nhiệt thấp hơn, góp phần vào độ tin cậy của chúng và giảm nhu cầu hệ thống làm mát phức tạp.

Sử dụng trường hợp trong robot công nghiệp

· PMM hiệu quả được sử dụng trong robot di động tự trị (AMR) và xe tự động dẫn đường (AGV) để có thể tối đa hóa tuổi thọ pin và thời gian hoạt động.

·Ngay cả việc sử dụng robot cộng tác (cobot) cũng được tăng cường nhờ vào PMM, với các chuyển động mượt mà và chính xác hơn khiến chúng an toàn hơn khi làm việc cùng với con người

·Đối với các nhiệm vụ như hàn, lắp ráp và chọn và đặt, cánh tay robot khớp nối đòi hỏi điều khiển động cơ cực kỳ tinh tế.

 

Các thành phần từ tính cho cảm biến và điều khiển: Cho phép chính xác tự động hóa

Nguyên tắc chính của các cảm biến từ tính

Tự động hóa công nghiệp có thể là một ứng dụng quan trọng cho các cảm biến từ tính do yêu cầu cảm biến vị trí không tiếp xúc, phát hiện chuyển động và phản hồi hệ thống. Các cảm biến này sử dụng các tính năng độc đáo của nam châm vĩnh cửu để đo độ dịch chuyển, tốc độ và vị trí góc mà không bị mòn cơ học và không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài như bụi và ẩm.

 

Giới thiệu các thành phần từ tính thiết yếu trong tự động hóa

Bộ mã hóa từ tính:

· Được sử dụng để phản hồi vị trí chính xác trong cánh tay robot và máy CNC.

· Cung cấp độ tin cậy cao hơn so với bộ mã hóa quang trong môi trường công nghiệp thù địch.

· Cho phép điều khiển cực kỳ chính xác chuyển động xoay và tuyến tính.

 

Cảm biến hiệu ứng Hall:

Phát hiện sự thay đổi trong từ trường để xác định vị trí của các bộ phận chuyển động.

Thường được sử dụng cho động cơ DC không chải (BLDC) để phù hợp đúng với chuyển động của rotor.

Chuyển từ tính:

a) Cung cấp tương tác không tiếp xúc cho các khóa an toàn trong các hệ thống tự động đầy đủ.

b) Hỗ trợ theo dõi các cửa mở, cánh tay robot linh hoạt và chuyển động băng chuyền.

 

Bộ cảm biến vị trí từ tính tuyến tính và xoay.

a) Hỗ trợ các hệ thống điều khiển vòng kín được sử dụng trong robot

b) Cải thiện độ chính xác trong các hoạt động tự động hóa.

 

Các cảm biến từ tính hiện nay cũng ngày càng được sử dụng trong tự động hóa.

• đo không tiếp xúc: Giảm sự hao mòn cơ khí và kéo dài tuổi thọ của các thành phần.

• Chức năng trong điều kiện khắc nghiệt: Không giống như các cảm biến quang học, các cảm biến từ hoạt động tốt trong các khu vực có bụi bẩn, mỡ và nhiệt độ cao.

• Độ chính xác và độ tin cậy cao: Rất quan trọng để duy trì chất lượng cao trong tự động hóa công nghiệp.

 

Năm lợi ích của việc sử dụng máy giữ từ tính

Vì các giải pháp kẹp truyền thống trong sản xuất sử dụng lực cơ học, quá trình này có thể rất dễ bị biến dạng vật liệu và có độ biến dạng cao. Mặt khác, giữ công việc từ tính, sử dụng nam châm vĩnh cửu, có thể nắm bắt các mảnh công việc từ sắt một cách mạnh mẽ nhưng không xâm lấn và là một cách rất chính xác để máy.

 

Các loại hệ thống kẹp từ tính Máy quay từ tính điện vĩnh viễn

· Sử dụng xung điện ngắn để bật / tắt từ trường

· Cung cấp một lực giữ mạnh, không cần nguồn cung cấp điện liên tục.

· Lý tưởng cho các ứng dụng gia công CNC, mài và xay

 

Các thiết bị cố định từ tính vĩnh viễn:

· Cung cấp sức mạnh nắm bắt cần thiết một cách nhất quán và dự đoán.

· Tự động hóa hàn ô tô đã qua sử dụng và dây chuyền lắp ráp robot.

 

Robot có hiệu ứng cuối từ tính:

· Cho phép các hoạt động chọn và đặt nhanh và chính xác.

· Giảm thời gian không hoạt động liên quan đến các cái kẹp cơ khí.

 

Lợi ích của việc tự động hóa máy khóa từ tính

· Thiết lập và thay đổi máy nhanh: Giảm thời gian chu kỳ mang lại hiệu quả sản xuất.

· Sức mạnh nắm vững: Đảm bảo độ tin cậy trong cả hai hoạt động gia công và hàn

Hiệu quả năng lượng So với các kẹp chân không hoặc khí thông thường, nam châm vĩnh cửu chỉ tiêu thụ năng lượng trong quá trình kích hoạt và tắt.

Ứng dụng trong ngành công nghiệp

· Dòng lắp ráp tự động: Có vị trí tích cực của các thành phần.

· Tự động hóa hàn: hỗ trợ các mảnh công việc đòi hỏi áp suất cố định cao mà không bị biến dạng.

· CNC Machining: Tăng độ chính xác và giảm thiểu thời gian thiết lập.

 

Magnetic Levitation in Smart Manufacturing: Giảm ma sát, tăng hiệu quả

Magnetic levitation (maglev) là gì?

Công nghệ bay cao từ tính sử dụng nam châm vĩnh viễn để tạo ra một hệ thống chuyển động không ma sát, giảm mài mòn và tăng hiệu quả trong các quy trình sản xuất.

3.2 Các ứng dụng chính trong sản xuất thông minh

Hệ thống vận chuyển từ tính:

· Ít ma sát cơ học, gây ra ít hao mòn trong bảo trì.

· Giao thông vật liệu tốc độ cao

Máy động cơ Maglev:

· Ứng dụng trong máy gia công chính xác và hệ thống bán dẫn

Cuộc đua đến mặt trăng, và cuối cùng là sao Hỏa bắt đầu bây giờ·Cho phép chuyển động cực kỳ mượt mà với độ chính xác nanomet

Địa điểm làm việc nổi:

· Loại bỏ các lỗi rung trên dây chuyền lắp ráp chính xác.

Những lợi ích của việc trượt trăng bằng từ tính

• Giảm bảo trì: Không tiếp xúc với vật lý có nghĩa là ít bị mòn hơn.

· Ultra-Smooth Motion: Thích hợp cho các ứng dụng nhạy cảm với độ chính xác.

· Hiệu quả năng lượng: Giảm tổng số tổn thất năng lượng do giảm ma sát.

 

Phần kết luận

Nam châm vĩnh viễn ở đây để ở lại trong tự động hóa công nghiệp trong tương lai

Nam châm vĩnh viễn ngày càng trở thành một khối xây dựng của đổi mới khi tự động hóa công nghiệp và công nghệ robot tiến bộ. Từ động cơ hiệu quả cao trong các hệ thống robot đến các cảm biến từ tính tăng độ chính xác, các kỹ thuật giữ công việc hiện đại và các ứng dụng mới cho sự trôi nổi từ tính, các nam châm này đang thay đổi khuôn mặt của sản xuất hiện đại.

Nam châm vĩnh viễn là ứng cử viên lý tưởng để giải quyết các thách thức liên quan đến sự phát triển của tự động hóa công nghiệp do khả năng cải thiện hiệu quả năng lượng, tăng độ chính xác và cho phép tự động hóa thông minh. Với nhu cầu tăng lên về các hệ thống robot thông minh hơn, thích nghi và hiệu suất cao hơn, tầm quan trọng của công nghệ nam châm vĩnh viễn có thể sẽ tăng thêm.

Các ngành công nghiệp cần áp dụng các giải pháp từ tính tiên tiến để cải thiện hiệu quả hoạt động, giảm chi phí và đặt nền tảng cho một tương lai hiện đại, tự động.