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17 九月 2018

助力初创企业搭建行业标杆级机器人

科尔摩根凭借卓越伺服电机技术支持远大机器人

2018年,协作机器人再次成为德国汉诺威工业展览会的一大特色。小巧、智能、灵敏并能自主学习,机器人的用途正日益广泛。同时,受益于极具吸引力的价格和较短的投资回报周期,其认可度也在不断上升,成熟的解决方案供不应求。

远大机器人有限公司拥有一系列可投放市场的机器人系统。这是一家位于汉诺威的初创企业,其驱动器技术依赖于科尔摩根的机器人产品方案。该公司刚成立一年多,已经在汉诺威展览会上展示了可执行多种承载任务的各式机器人,这些机器人的动力来源于内置的定制科尔摩根KBM系列伺服电机。值得注意的是,这些大功率的同步电机属于无框架电机,可直接嵌入到机器人的构造中。其主要优点在于节省空间,并大幅提升散热效率。

优化的人体工程学

“我在机器人演示时的操作,就像教孩子的方法一样。”远大机器人股份有限公司总经理Jens Kotlarski博士说道,他喜欢用手把手的方式训练新研制的机器人。远大公司是一家成功的创业公司,其创始人为汉诺威市莱布尼茨大学的三名科学家,投资方为中国沈阳远大铝业集团。该公司目标是在今年年底前将参展的不同类型机器人成功推向市场,比如L.3,M.3和M.6版本。在工厂的人工装配线中,这些机器人充当自动化处理助手。“这就是我们的机器人与人类手臂有着相似的能力的原因,”Kotlarski解释道。 “根据人体工程学,人类不能长时间移动5公斤以上的重物 - 特别是将物件从低到高抬起”。

例如,新款机器人的一个具体应用领域是机器的装载。插入组件,按下按钮,等待,取下组件,然后放入一个盒子中,然后持续一整天。这些单调的任务本可以不用人来做,Kotlarski认为人力可以在其他成本效益更高的方面发挥作用。在建立远大机器人股份有限公司之前,他曾在汉诺威市莱布尼兹大学的机电系统研究所担任组长。第一款“汉诺威制造”的机器人主要用于在连续操作中充当生产助手。撇开其他方面,这些机器人在使用过程中会产生一个问题:针对驱动产生的热量,如何有效地进行散热。

高功率密度

仅通过机器人关节处的热对流效应,科尔摩根KBM电机的无框架结构即可提高散热效果,优良的散热性能有助于KBM电机在不降低额定功率的基础上实现最佳性能。“高功率和高转矩密度是我们选择这些电机的重要原因,”联合创始人Matthias Dagen解释说。如果要使手臂和关节尽可能紧凑的话,就必须使用具备高输出功率的小电机。“设计越轻薄,机器人能承受的重量就越大,”Dagen解释道。改善了惯量适配情况,以及机器人的负载自重比。

然而,轻质构造有其局限性,因为只有达到一定表面积和质量之后能实现有效散热。但正是这样,科尔摩根KBM电机组件显示出了强力的散热性能。伺服驱动和运动控制专家认为定子绕组在内部绕组温度高达155°C时仍有持续运行能力,KBM系列电机会将这些方面作为设计和尺寸指标的关键标准。 远大机器人与科尔摩根之间在工程方面也有着密切的合作,这部分工作主要由科尔摩根项目经理Markus Grohnert负责。 Matthias Dagen强调说:“当我们选择最适合的驱动器制造商时,密切沟通也是我们看重的一方面。” 除了严格的性能标准外,组件的交付时间也是这一初创公司的另一个关键考虑因素。“如果我们想把新产品快速推向市场,我们的时间安排就要紧凑,”Jens Kotlarski博士说。

为快速发展的初创企业提供快速交付服务

KBM系列无框电机的交付时间尽可能短,主要原因是每个定制的驱动系统都是由标准组件巧妙结合而成。同时可以对转子轮毂尺寸,堆栈长度,直径,装配夹具,绕组,连接类型等方面进行改进。Markus Grohnert负责远大机器人工程项目的部分工作,确保直接驱动系统与指定的机器人齿轮系统完美匹配。

需要说明的是,对于控制单元,尽管试用和测试的工业控制器产品效果良好,但远大机器人仍坚持自行开发。 Matthias Dagen解释说:“我们的目标是在功能或价格方面实现高度集成的解决方案,而目前的标准控制单元无法做到这一点。 主要原因在于控制单元所使用的特殊算法。” Jens Kotlarski博士说:“要做到这一点,我们必须深入研究控制技术,并且要去除标准控制单元固有的一切多余功能。” 这两个人将一种人为精简后的方案推向市场并对此表示欣慰。 两人都一致认为:“科尔摩根无框直驱电机的经验,已使科尔摩根在这类机器人工作方面,包括机电技术方面,成为完美的合作伙伴。

最终目的

凭借新款机器人,这家德国研发的企业正在推广协作机器人解决方案,该方案能够快速可靠地提供自动组装和任务处理所需的技术。机器人中的集成摄像头技术使整体方案更加完美, 并使机器人能够识别需要分拣的产品。 在可视化方面,该公司利用了增强现实技术,当设置新任务的参数时,可以精确模拟机器人在工作区域的动作,然后发送指令并开始生产。远大机器人的一大主要目的是化繁为简,帮助客户熟练掌握这些复杂的机器人系统,以期进一步提高机器人的认可度。

 

关于科尔摩根

科尔摩根 (Kollmorgen) 是全球领先的运动控制系统和配件供应商。依托超过七十年的运动控制设计和研发领域的专业经验,为全球 OEM 设备制造商提供突破性的解决方案,实现无以伦比的性能、可靠性和便捷性。

凭借世界一流的运动控制技术,业内领先的品质、以及集成和定制产品的专业能力,科尔摩根助力印刷、包装、医疗、机床和机器人等行业的OEM设备制造商设计出更好的机器,获得竞争优势。

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