Elmo的一个客户,专注于洁净间自动生产机器的某大型半导体公司正在开发一款机器人,用于在洁净间环境中移动小型 LCD 面板,如智能手机面板。生产过程中,LCD 面板在自动洁净间中由机器执行多个流程。机器人输送 LCD 屏幕,然后“送入”机器。

阅读本案例研究了解:

  • 使用火柴盒大小的伺服驱动器,获得最高 3.3 kW 峰值功率。
  • 可将驱动器放在机器上任何位置。
  • 缩短开发时间,加快上市速度。

机器要求

机器人具有四个自由度 (DOF) 和一个多关节臂;三个关节支持机器人移动到平面的所需位置,第四个 – 中央轴 – 将移动扩展到三维空间。精度、准确度和速度是此应用需要的重要特性。

机器人包括三个关节和臂,一个上/下导螺杆关节,用于将旋转移动转化为线性移动,机器人“手”和“手指”,驱动器、多轴控制器、电源和所有电子元件所在的外壳。

机器人团队面临以下设计挑战:

  • 空间有限:机器人外壳尺寸无法修改,因为是大型洁净间机器的一部分。因此,小尺寸的紧凑驱动器非常关键。
  • 准确度和快速移动,决定机器前的最终吞吐能力。
  • 具有低故障率和高 MTBF(平均故障时间)的可靠驱动器
  • 机器人作为 24/7 连续运行的机器的一部分,流程任何中断都会带来高昂成本。
  • 集成驱动器作为多轴运动控制系统的一部分必须简便,缩短研发时间和降低成本。
  • 机器人需要三个数字输出:(1) 报警,(2) 伺服开关和 (3) 制动。

运动控制解决方案

  • 44 个 Gold Whistle 20/60 伺服驱动器

为此应用选择 Gold Whistle 数字驱动器的原因是其尺寸紧凑。采用 PCB 安装,可以集成在机器人臂关节中。

Gold Whistle 伺服驱动器设计以高可靠性工作,满足最严格的工业应用的需求。Gold Whistle - Miniature, Network based Servo DriveElmo 驱动器的高 MTBF 对于帮助缩短洁净间停机时间非常重要。

可提供 40 A 峰值电流,在初始移动期间实现机器人臂的高加速度。借助驱动器中实施的 Elmo 先进运动控制算法和 Elmo 专利 EASII 编程软件,驱动器能够以极为精确平滑的移动提供 LCD 屏幕。

机器人壳体内用于 PCB、z 轴导螺杆和变速箱、电源、变压器和线缆等的空间非常有限(驱动器和多轴控制器)。Elmo 紧凑高功率驱动器对于保证最低空间要求非常重要。

将 Elmo 基于引脚的 Gold Whistle 伺服驱动器简单快速集成在 PCB 上,对于缩短工程开发时间非常重要。Elmo 上/下 Gold Whistle 伺服驱动器利用控制外部制动的特殊输出,控制调节不平衡垂直轴。

现在的解决方案:

自从设计这款洁净间机器人后,Elmo 推出了新的解决方案和选择。现在:

  • 该应用的最佳解决方案是 Platinum Solo Quartet,即用的 4 轴小型运动控制系统 – 4 x 5000W 伺服驱动器和 4 轴运动控制器
  • 替代选择是使用 4 个 Platinum Twitter 伺服驱动器
  • 此机器人在人附近工作,使用 Elmo 的 Platinum 伺服驱动器将增加先进功能安全特性,因此非常重要