![\"\"](\"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/iStock-156285331-1024x768.jpg\")
<\/figure>\n\n\n\nDet mest popul\u00e4ra valet f\u00f6r dagens robotutvecklare \u00e4r dock litiumtekniker. Prestandan, h\u00e5llbarheten och skalbarheten som litiumjonbatterier<\/a> erbjuder har definitivt bidragit till dess popularitet i industrirobotar. Litiumbatteribanker kan anpassas till de flesta automationsomr\u00e5den. En av de m\u00e5nga andra f\u00f6rdelarna med litiumjontekniker \u00e4r den l\u00e4tta vikten. Litiumet i sig \u00e4r dessutom extremt reaktivt, vilket g\u00f6r att det har f\u00f6rm\u00e5gan att lagra mycket energi. Batterierna brukar kunna lagra runt 150 Wh per 1 kg batteri. Det \u00e4r en hel del mer \u00e4n om man j\u00e4mf\u00f6r med ett NiMH-batteripack, som kan lagra mellan 60 till 100 Wh.<\/p>\n\n\n\n Det kan vara intressant att titta p\u00e5 svetsrobotar, som vi ofta hittar inom fordonsindustrin. H\u00e4r kan samma str\u00f6mk\u00e4lla som driver svetsen anv\u00e4ndas till robotens elektroniska enheter och komponenter f\u00f6r r\u00f6relsekontroll. Till det har v\u00e4xelriktare visat sig popul\u00e4ra. N\u00e5gra av de senaste v\u00e4xelriktarteknikerna justerar automatiskt ineffekten samtidigt som uteffekten \u00e4r konstant. De blockerar \u00e4ven str\u00f6mrusning f\u00f6r att se till att prestandan inte p\u00e5verkas av att flera enheter som kr\u00e4ver mycket str\u00f6m anv\u00e4nds samtidigt.<\/p>\n\n\n\n Batteriernas form f\u00e5r s\u00e5 klart ocks\u00e5 stort inflytande p\u00e5 valet av batteri och typ av robot. Formen avg\u00f6r vilka batterityper som ska ing\u00e5 i beslutsprocessen. P\u00e5 samma s\u00e4tt \u00e4r vikten avg\u00f6rande och kan bero p\u00e5 om roboten ska vara mobil eller st\u00e5 fast.<\/p>\n\n\n\n En annan konkurrenskraftig f\u00f6rdel kan vara hur l\u00e4nge roboten kan k\u00f6ras innan den kr\u00e4ver extra kostnader. H\u00e5llbarheten och kapaciteten \u00e4r allts\u00e5 viktiga aspekter att ta h\u00e4nsyn till n\u00e4r man v\u00e4ger in livsl\u00e4ngden i valet av batteri.<\/p>\n\n\n\n Solkraften har bidragit med en rad f\u00f6rdelar inom m\u00e5nga delar av maskintekniken, men har fortfarande inte riktigt f\u00e5tt f\u00e4ste i industrirobotar. Vissa BEAM-robotar (biologi, elektronik, estetik och mekanik), till exempel robotgr\u00e4sklippare och robotdammsugare, anv\u00e4nder solcellsteknik<\/a>. Det brukar fungera s\u00e5 att solceller genom en l\u00e4mplig str\u00f6mkrets laddar en kondensator till en viss sp\u00e4nning som sedan laddas ur genom motorn eller motorerna.<\/p>\n\n\n\n En uppskalning av den h\u00e4r tekniken f\u00f6r att anv\u00e4nda den i industrirobotar p\u00e5 kommersiell niv\u00e5 har fortfarande inte blivit verklighet. Det finns m\u00e5nga anledningar till att utvecklingen g\u00e5r l\u00e5ngsamt, men det beror fr\u00e4mst p\u00e5 att solceller har en relativt l\u00e5g energit\u00e4thet (Wp\/m2) som inte r\u00e4cker till de flesta moderna industrirobotar.<\/p>\n\n\n\n Det \u00e4r mycket troligare att br\u00e4nslecellsteknik ers\u00e4tter traditionella batterier i industrirobotar. Med den kan man generera elektricitet genom att kombinera v\u00e4te, metanol eller vanlig alkohol med syre. Idag \u00e4r kostnaden det st\u00f6rsta hindret, men det skulle kunna f\u00f6r\u00e4ndras om br\u00e4nsleceller blir vanligare p\u00e5 konsumentmarknaden.<\/p>\n\n\n\n <\/p>\n\n\n\n Br\u00e4nsleceller ger energi genom att generera str\u00f6m fr\u00e5n en kolv\u00e4tek\u00e4lla med upp till 75 % effektivitet. Det brukar fungera s\u00e5 att tv\u00e5 elektroder placeras p\u00e5 varsin sida om en ledande elektrolyt. Str\u00f6mmen genereras ungef\u00e4r p\u00e5 samma s\u00e4tt som vid br\u00e4nslef\u00f6rbr\u00e4nning. Protoner passerar genom membranen och elektroner tvingas passera fr\u00e5n anod till katod via den elektriska kretsen. Br\u00e4nslecellernas verkningsgrad kan dessutom f\u00f6rb\u00e4ttras ytterligare om man tar vara p\u00e5 v\u00e4rmen som sl\u00e4pps ut.<\/p>\n\n\n\n N\u00e4r man har best\u00e4mt hur roboten ska drivas \u00e4r det dags att titta p\u00e5 de st\u00e4lldon och motorer som beh\u00f6vs till robotens linj\u00e4ra och roterande r\u00f6relser.<\/p>\n\n\n\n Stegmotorer<\/a> finns vanligtvis inom omr\u00e5den d\u00e4r kostnaden \u00e4r en viktig faktor, till exempel i vanliga plockrobotar. Bland de viktigaste f\u00f6rdelarna \u00e4r att man kan styra positionen med h\u00f6g precision. D\u00e4rf\u00f6r anv\u00e4nds de ofta i till exempel 3D-skrivare<\/a> och CNC-fr\u00e4smaskiner. Anledningen till det \u00e4r att stegmotorer \u00e4r s\u00e4rskilt utformade f\u00f6r att erbjuda ett h\u00f6gt h\u00e5llmoment som g\u00f6r att de stegvis kan r\u00f6ra sig upp\u00e5t till n\u00e4sta position. De kan med f\u00f6rdel anv\u00e4ndas n\u00e4r man beh\u00f6ver kunna styra rotationens vinkel, hastighet, position och synkronisering. Stegmotorer \u00e4r ocks\u00e5 ett bra val n\u00e4r man beh\u00f6ver en robot som jobbar l\u00e5ngsamt och med h\u00f6g precision eftersom de erbjuder maximalt vridmoment \u00e4ven vid l\u00e5ga hastigheter.<\/p>\n\n\n\n Det var vanligt med stegmotorer i de tidiga robotarna, men de har blivit mindre vanliga p\u00e5 senare \u00e5r. N\u00e5gra av anledningarna till det \u00e4r verkningsgraden, behovet av pulsgivare eller gr\u00e4nsl\u00e4gesbrytare f\u00f6r att fastst\u00e4lla referenspunkter och risken f\u00f6r missade steg vid \u00f6verbelastning. Det \u00e4r samtidigt troligt att det kommer mer avancerad teknik f\u00f6r borstl\u00f6sa servomotorer f\u00f6r v\u00e4xelstr\u00f6m.<\/p>\n\n\n\n M\u00e5nga av de tidiga robotarna anv\u00e4nde servomotorer f\u00f6r likstr\u00f6m (eftersom de erbjuder relativt bra uteffekt samtidigt som de erbjuder bra hastigheter och positionsstyrning), men numera har de flesta nya industrirobotar borstl\u00f6sa servomotorer f\u00f6r v\u00e4xelstr\u00f6m. Den h\u00e4r typen av motorer har den f\u00f6rdelen att de har en h\u00f6gre uteffekt och praktiskt taget tyst drift. Tack vare att de saknar borstar \u00e4r de h\u00e4r enheterna med h\u00f6gt vridmoment \u00e4ven mycket tillf\u00f6rlitliga och kr\u00e4ver i stort sett inget underh\u00e5ll.<\/p>\n\n\n\n Servomotorer<\/a> har dessutom den naturliga f\u00f6rdelen att de erbjuder en h\u00f6g grad av precision f\u00f6r vinklar och roterar bara s\u00e5 mycket som de \u00e4r inst\u00e4llda f\u00f6r tills n\u00e4sta signal kommer.<\/p>\n\n\n\n Den st\u00f6rsta skillnaden mellan digitala och analoga servomotorer \u00e4r signalen och hur den bearbetas fr\u00e5n mottagaren till servon och hur servon anv\u00e4nder informationen f\u00f6r att ge str\u00f6m till motorn. Analoga servomotorer styr motorns hastighet genom att skicka signaler till motorn om att sl\u00e5 p\u00e5 och st\u00e4nga av sp\u00e4nningen, medan digitala servomotorer har en liten mikroprocessor som analyserar mottagarsignalerna och bearbetar dem till sp\u00e4nningspulser med h\u00f6g frekvens till motorn.<\/p>\n\n\n\n F\u00f6rdelen med digitala servomotorer \u00e4r att de kan skicka upp till 300 pulser per sekund, till skillnad fr\u00e5n analoga servomotorer, som skickar ut 50 pulser per sekund. Pulserna i den digitala servon \u00e4r kortare, men tack vare att de \u00e4r s\u00e5 m\u00e5nga accelererar motorn snabbare och har ett konstant vridmoment. Med digitala servomotorer kan man \u00e4ven st\u00e4lla in effekten som skickas till motorn f\u00f6r att optimera prestanda och precision.<\/p>\n\n\n\n Ett av de viktigaste stegen i ett robotprojekt \u00e4r valet av motor. Man beh\u00f6ver fundera p\u00e5 vilken som passar b\u00e4st utifr\u00e5n vridmoment, hastighet, precision, sp\u00e4nning, kostnad och form.<\/p>\n\n\n\n I en robot f\u00f6rmedlas motorns vridmoment oftast till ett hjul eller st\u00e4lldon som sedan s\u00e4tter ig\u00e5ng robotens roterande eller linj\u00e4ra r\u00f6relse. F\u00f6r att avg\u00f6ra vilket vridmoment som beh\u00f6vs m\u00e5ste utvecklarna fastst\u00e4lla den planerade maximala lastens massa och systemets statiska och dynamiska friktion samt rullmotst\u00e5nd.<\/p>\n\n\n\n N\u00e4r det g\u00e4ller robotar med hjul \u00e4r det viktigt att specificera hur snabbt hjulen m\u00e5ste snurra. Man m\u00e5ste oftast tumma p\u00e5 precisionen ju snabbare hjulen snurrar. Med servomotorer kan man styra positionen v\u00e4ldigt exakt eftersom det g\u00e5r att reglera positionen inifr\u00e5n och de kan k\u00f6ras l\u00e5ngsammare. Det \u00e4r kort sagt den fr\u00e4msta anledningen till att servomotorer \u00e4r det vanligaste valet f\u00f6r att uppn\u00e5 den precision man beh\u00f6ver f\u00f6r robotarmarna<\/a>.<\/p>\n\n\n\n En annan viktig faktor \u00e4r sp\u00e4nningen vid drift. Det \u00e4r b\u00e4st att man fastst\u00e4ller den nominella sp\u00e4nningen n\u00e4r motorn \u00e4r i drift innan man best\u00e4mmer vilka batteripack som ska anv\u00e4ndas i projektet. Ju h\u00f6gre sp\u00e4nning brukar betyda desto h\u00f6gre hastighet f\u00f6r motorn. Konstantsp\u00e4nningen i motorns specifikationer kan anv\u00e4ndas f\u00f6r att avg\u00f6ra hastigheten per volt.<\/p>\n\n\n\n Hydrauliska system var ganska vanliga i de tidiga robotarna eftersom den h\u00e4r tekniken \u00e4r mer stabil och g\u00e5r att styra b\u00e4ttre i j\u00e4mf\u00f6relse med pneumatiska system. De kunde \u00e4ven ge h\u00f6gre effekt \u00e4n den drivelektronik som fanns. Hydrauliska system erbjuder \u00e4ven m\u00f6jligheten att skapa ett omfattande reduktionsf\u00f6rh\u00e5llande.<\/p>\n\n\n\n Den fr\u00e4msta nackdelen med hydrauliska system \u00e4r att de \u00e4r j\u00e4mf\u00f6relsevis l\u00e5ngsamma och det h\u00f6ga trycket kan g\u00f6ra att l\u00e4ckor blir problematiska.<\/p>\n\n\n\n Pneumatik kan vara kostnadseffektivt och m\u00e5nga enkla plocksystem drivs med tryckluft, men nackdelen \u00e4r att systemet \u00e4r sv\u00e5rt att styra. I grund och botten handlar det om att komprimeringen av luften skapar viss \u201dd\u00f6dtid\u201d i systemet som g\u00f6r det sv\u00e5rare att styra.<\/p>\n\n\n\nSolceller<\/h2>\n\n\n\n
Br\u00e4nsleceller<\/h2>\n\n\n\n
St\u00e4lldon<\/h2>\n\n\n\n
Stegmotorer<\/h3>\n\n\n\n
Servomotorer<\/h3>\n\n\n\n
Verkningsgrad, storlek, precision, tillf\u00f6rlitlighet, hastighet och vridmoment<\/h3>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/iStock-1498581388-1024x576.jpg\")
Hydrauliska och pneumatiska alternativ<\/h3>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/DRG011_Fig1_v1.jpg\")
![\"\"](\"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/DRG011_Fig2_v1.jpg\")