Πώς να καθορίσετε καλώδια σερβοκινητήρα για βραχίονες ρομπότ πριν απελευθερώσετε το RFQ

Ένας βραχίονας ρομπότ μπορεί να διαγράψει τις λειτουργικές δοκιμές, να αποσταλεί στον ολοκληρωτή και να χάσει ακόμα εβδομάδες κατά τη θέση σε λειτουργία, επειδή ένα καλώδιο σερβοκινητήρα αντιμετωπίστηκε ως εξάρτημα καταλόγου αντί ως στοιχείο ελεγχόμενης κίνησης. Το βλέπουμε όταν ένας άξονας αρχίζει να εκπέμπει συναγερμούς κωδικοποιητή μόνο αφού η πλεξούδα έχει μπει στο χέρι, όταν μια άρθρωση καρπού περνά τη δοκιμή ξηρού κύκλου αλλά αποτυγχάνει μετά από 2 εβδομάδες κίνησης παραγωγής ή όταν ένα καλώδιο αντικατάστασης δεν διορθώνει τίποτα επειδή το πραγματικό πρόβλημα είναι ο τερματισμός της θωράκισης και η γεωμετρία του σφιγκτήρα, όχι η μονάδα δίσκου. Το ορατό σύμπτωμα είναι συνήθως ένα ζήτημα αστάθειας του σερβομηχανισμού. Το λάθος αγοράς συνέβη πολύ νωρίτερα, όταν ο RFQ εστίασε στον αριθμό των αγωγών και στην τιμή μονάδας, αλλά αγνόησε τη δυναμική διαδρομή, το κύκλωμα ανάδρασης και τη μέθοδο επικύρωσης.

Ένας ολοκληρωτής ρομπότ ήρθε σε εμάς αφού μια κυψέλη παλετοποίησης 6 αξόνων έχασε 11 ημέρες παραγωγής κατά την εκτόξευση. Ο κινητήρας και το σετ κίνησης ήταν από μια αξιοσέβαστη μάρκα. Ούτε η συναρμολόγηση του καλωδίου ήταν προφανώς λάθος. Ταίριαζε με την οικογένεια συνδέσεων, πέρασε τη συνέχεια και φαινόταν ελκυστικό από εμπορική άποψη. Αυτό που δεν ταίριαζε ήταν η πραγματική εφαρμογή: η θωράκιση του ζεύγους κωδικοποιητή ήταν πολύ αδύναμη για τη διαδρομή δίπλα στους αγωγούς ισχύος, το καλώδιο OD ήταν πολύ μεγάλο για την εσωτερική δίοδο και η απόσταση του σφιγκτήρα επέτρεπε τη συσσώρευση στρέψης στην έξοδο του καρπού. Το καλώδιο αγοράστηκε σαν στατικό βιομηχανικό καλώδιο. Το ρομπότ το χρησιμοποίησε σαν ένα δυναμικό εξάρτημα ακριβείας.

Αυτός ο οδηγός απευθύνεται σε αγοραστές που προμηθεύονται συγκροτήματα καλωδίων σερβοκινητήρα, εσωτερικές πλεξούδες βραχίονα ρομπότ, καλώδια αισθητήρων και σημάτων και συγκροτήματα βιομηχανικών καλωδίων Ethernet για βιομηχανικούς βραχίονες ρομπότ και συνεργατικά ρομπότ. Ο στόχος είναι απλός: να βοηθήσει τις προμήθειες και τη μηχανική να εκδώσουν ένα RFQ για καλώδιο σερβομηχανισμού που αντέχει στη δρομολόγηση, τον θόρυβο, τις δοκιμές και την εκκίνηση όγκου χωρίς να μετατρέψει την παραγγελία δείγματος σε συγκαλυμμένο πείραμα.

Γιατί το σερβο καλώδιο RFQs αποτυγχάνει σε προγράμματα ρομπότ

Οι περισσότερες αποτυχημένες αγορές καλωδίων σερβομηχανισμού ξεκινούν με τη λανθασμένη υπόθεση: ότι η ισχύς του κινητήρα, η ανάδραση κωδικοποιητή, οι γραμμές φρένων και το υλικό σύνδεσης μπορούν να αναθεωρηθούν ανεξάρτητα. Σε ένα πραγματικό ρομπότ, αυτά τα κυκλώματα συμπεριφέρονται ως ένα σύστημα κίνησης. Ο θόρυβος του καλωδίου τροφοδοσίας μπορεί να καταστρέψει την ανάδραση του κωδικοποιητή πολύ πριν η μονάδα αναφέρει ένα σοβαρό σφάλμα. Ένα καλώδιο με εξαιρετικές στατικές ηλεκτρικές τιμές μπορεί να αποτύχει εάν η διαδρομή του ρομπότ δυνάμεις κάμψης ακτίνας κάτω από το δημοσιευμένο όριο ή στρίψει τη συσκευασία πέρα ​​από τη σχεδίαση στρέψης. Ακόμη και ένα σωστό pinout μπορεί να γίνει ακριβό εάν η γωνία εξόδου του πίσω κελύφους συγκρούεται με τον φάκελο J4 ή J6 και αναγκάσει να εργαστεί ξανά στο πεδίο.

"Τα προβλήματα καλωδίων σερβομηχανισμού συχνά αγοράζονται, δεν ανακαλύπτονται. Εάν το RFQ δεν καθορίζει ποτέ τη διαδρομή, τη στοίβα ασπίδας και το εύρος δοκιμής, το δείγμα είναι απλώς μια εικασία που φορά έναν αριθμό ανταλλακτικού."

— Hommer Zhao, Ιδρυτής, Robotics Cable Assembly

Γι' αυτό το RFQ πρέπει να περιγράψει την εφαρμογή πριν ζητήσει τιμή. Τουλάχιστον, ο αγοραστής πρέπει να τεκμηριώσει την οικογένεια σερβοκινητήρων, τη σειρά κινητήρα, τον τύπο κωδικοποιητή, το εγκατεστημένο μήκος, τα κινούμενα ή σταθερά τμήματα, τα σημεία κάμψης, την προσδοκία στρέψης, την περιβαλλοντική έκθεση και τις απαιτούμενες δοκιμές αποδοχής. Χωρίς αυτά τα είδη, ένας προμηθευτής αναφέρει ένα στατικό καλώδιο ντουλαπιού, ένας άλλος παραθέτει ένα δυναμικό υβριδικό καλώδιο και η προμήθεια καταλήγει να συγκρίνει αριθμούς από διαφορετικά προϊόντα σαν να ήταν εναλλάξιμα.

Οι προδιαγραφές των 7 καλωδίων που αλλάζουν πραγματικά την απόφαση αγοράς

Ο γρηγορότερος τρόπος για να αφαιρέσετε τις κακές επιλογές είναι να ελέγξετε τις 7 λεπτομέρειες παρακάτω προτού κυκλοφορήσει οποιοδήποτε δείγμα PO.

Ένας αγοραστής που παγώνει αυτές τις 7 γραμμές νωρίς συνήθως εξοικονομεί περισσότερο χρόνο από έναν αγοραστή που διαπραγματεύεται έκπτωση 3% σε ένα απροσδιόριστο μέρος. Το μεγαλύτερο εμπορικό λάθος είναι ότι δεν πληρώνεις πολλά. Εγκρίνει τη λανθασμένη αρχιτεκτονική καλωδίου και στη συνέχεια πληρώνει για εντοπισμό σφαλμάτων, καθυστέρηση τοποθεσίας και ένα δεύτερο πρωτότυπο με νέο αριθμό PO.

Ελέγξτε τα κυκλώματα ισχύος, κωδικοποιητή και φρένων ως ένα σύστημα

Ένας άξονας σερβοκινητήρας συμπεριφέρεται καλά μόνο όταν η αρχιτεκτονική του καλωδίου σέβεται τόσο την παροχή ενέργειας όσο και την ακεραιότητα του σήματος. Οι πυρήνες ισχύος μπορεί να φέρουν έξοδο κινητήρα 230V AC, κατηγορίας 480 V ή άλλα φορτία κινητήρα για συγκεκριμένες εφαρμογές, ενώ ο κωδικοποιητής ή το κύκλωμα resolver εξαρτάται από καθαρή μετάδοση χαμηλού θορύβου. Εάν το ζεύγος ανάδρασης είναι κακώς θωρακισμένο, εσφαλμένα γειωμένο ή εξαναγκασμένο σε λάθος γεωμετρία εκτός από την τροφοδοσία μεταγωγής, η μονάδα μπορεί να αναφέρει δεδομένα ασταθούς θέσης ακόμα και όταν ο ίδιος ο κινητήρας είναι υγιής.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι αγοραστές ρομπότ δεν πρέπει να εγκρίνουν τα καλώδια σερβομηχανισμού μόνο στη συνέχεια. Τουλάχιστον, συγκρίνετε την αρχιτεκτονική του καλωδίου με τον τύπο του κωδικοποιητή, τη μέθοδο θωράκισης, τη σοβαρότητα διαδρομής και το σχέδιο γείωσης. Τα αυξητικά κυκλώματα κωδικοποιητή, τα κυκλώματα κωδικοποιητή απολύτων και οι βρόχοι resolver δεν ανέχονται όλοι το ίδιο περιβάλλον θορύβου με τον ίδιο τρόπο. Ούτε οι ενσωματωμένες γραμμές φρένων. Όταν ένας προμηθευτής λέει ότι ένα καλώδιο είναι "ισοδύναμο", η σωστή επόμενη ερώτηση είναι: ισοδύναμο για ποια οικογένεια κινητήρων, ποια μέθοδος ανάδρασης και ποια κατάσταση διαδρομής;

"Το πιο αθόρυβο κανάλι κωδικοποιητή συνήθως προέρχεται από πειθαρχία, όχι από τύχη. Η θωράκιση, η γείωση και η τοποθέτηση σφιγκτήρα ζεύγη έχουν σημασία όσο ο χαλκός του αγωγού όταν ο άξονας κινείται όλη την ημέρα."

— Hommer Zhao, Ιδρυτής, Robotics Cable Assembly

Για προγράμματα ρομπότ υψηλής μίξης, ο πρακτικός κανόνας είναι απλός: εάν η μηχανική δεν μπορεί να εξηγήσει πώς τα κυκλώματα ισχύος, ανάδρασης και πέδησης μοιράζονται το ίδιο χιτώνιο χωρίς να αλλοιώνουν το ένα το άλλο, η προμήθεια δεν θα πρέπει ακόμη να αγοράζει το δείγμα.

Υβριδικό καλώδιο ή διαχωρισμένο καλώδιο: ποιο μειώνει τον κίνδυνο προγράμματος;

Πολλά προγράμματα ρομπότ αποφασίζουν μεταξύ ενός υβριδικού καλωδίου σερβομηχανισμού και των ξεχωριστών καλωδίων τροφοδοσίας συν κωδικοποιητή πολύ αργά. Η σωστή απάντηση εξαρτάται από την πυκνότητα δρομολόγησης, τη στρατηγική συντήρησης και την εργασία εγκατάστασης, όχι από τη συνήθεια.

Η χαμηλότερη τιμή μονάδας δεν δημιουργεί αυτόματα το χαμηλότερο κόστος προγράμματος. Εάν μια διάσπαση αρχιτεκτονική προσθέτει 35 λεπτά χρόνου εγκατάστασης ανά ρομπότ και δημιουργεί 2 επιπλέον σημεία σύσφιξης στον καρπό, αυτή η εργασία και ο κίνδυνος ανήκουν στην απόφαση αγοράς. Εάν ένα υβριδικό καλώδιο εξοικονομεί χώρο δρομολόγησης αλλά ο προμηθευτής δεν μπορεί να καθορίσει τη στρατηγική θωράκισης, η φαινομενική απλοποίηση μπορεί απλώς να μεταφέρει το πρόβλημα σε θέση σε λειτουργία.

Δυναμικοί κανόνες δρομολόγησης που ανήκουν στο RFQ, όχι στη γνώση φυλών

Τα δυναμικά καλώδια ρομπότ αποτυγχάνουν πρώτα στη διαδρομή. Η ακτίνα κάμψης, η στρέψη, το μη υποστηριζόμενο μήκος, η απόσταση του σφιγκτήρα και η κατεύθυνση εξόδου καθορίζουν εάν το εγκεκριμένο καλώδιο ζει σαν εξάρτημα ρομπότ ή πεθαίνει όπως ένα στατικό καλώδιο μηχανής. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα σε τμήματα J4-J6, μέσα σε συμπαγείς βραχίονες cobot και οπουδήποτε το καλώδιο διασχίζει αιχμηρές μεταβάσεις του περιβλήματος.

Οι αγοραστές θα πρέπει να ζητήσουν την πραγματική διαδρομή ή τουλάχιστον ένα σκίτσο δρομολόγησης πριν εγκρίνουν ένα δείγμα. Σημειώστε τα σταθερά σημεία, τα κινούμενα σημεία, τις ζώνες συστροφής, τους βρόχους σέρβις και τυχόν εξόδους διαφράγματος ντουλαπιού. Εάν το καλώδιο εισέλθει σε ένα πακέτο φορέματος, καθορίστε εάν η κίνηση είναι συνεχής κάμψη, διακοπτόμενη επανατοποθέτηση ή επαναλαμβανόμενη στρέψη. Εάν το καλώδιο βρίσκεται μέσα στον βραχίονα, καθορίστε τη διαδρομή εγκατάστασης και το μέγιστο OD που μπορεί να περάσει χωρίς τριβή κατά τη συναρμολόγηση.

Χρήσιμες εξωτερικές αναφορές βοηθούν να πλαισιώσουν την απαίτηση ακόμα και όταν δεν αντικαθιστούν τη δοκιμή. Τα βασικά στοιχεία του Περιστροφικού κωδικοποιητή εξηγούν γιατί τα κυκλώματα ανάδρασης είναι ευαίσθητα στο θόρυβο και την απώλεια σήματος, ενώ η ηλεκτρομαγνητική παρεμβολή υπενθυμίζει στις ομάδες γιατί η θωράκιση και η γείωση δεν μπορούν να χειριστούν επιπόλαια. Για την καλωδίωση μηχανημάτων, το IEC 60204 είναι επίσης μια χρήσιμη δημόσια αναφορά κατά τη συζήτηση της τεκμηρίωσης και των προσδοκιών ηλεκτρικής ασφάλειας.

Επικύρωση πριν από την κυκλοφορία του τόμου

Μια έγκριση καλωδίου σερβομηχανισμού με δυνατότητα παραγωγής θα πρέπει να περιλαμβάνει περισσότερα από την εφαρμογή και τη συνέχεια. Η ακριβής στοίβα εξαρτάται από το ρομπότ και τον πελάτη, αλλά τα περισσότερα προγράμματα B2B επωφελούνται από την παρακάτω λίστα ελέγχου:

1. 100% συνέχεια και καρφίτσα χάρτη.
2. Αντίσταση μόνωσης και hi-pot όταν το απαιτεί η κατηγορία τάσης ή οι προδιαγραφές του πελάτη.
3. Προσανατολισμός σύνδεσης και ανασκόπηση διαστάσεων σε σχέση με την εγκατεστημένη διαδρομή.
4. Έλεγχος τερματισμού θωράκισης και, όπου χρειάζεται, επανεξέταση της μεθόδου γείωσης.
5. Δυναμική επαλήθευση που ταιριάζει με τον κίνδυνο: flex cycling, torsion cycling ή μια μακέτα διαδρομής.
6. Επικύρωση σχετική με το σήμα όταν ο άξονας είναι ευαίσθητος: ακεραιότητα κωδικοποιητή, έλεγχος θορύβου ή αποδοχή μονάδας δίσκου για συγκεκριμένη εφαρμογή.

"Ένα δείγμα που περνάει μόνο τη συνέχεια δεν είναι εγκεκριμένο για κίνηση. Για έναν άξονα ρομπότ, το πραγματικό ερώτημα είναι εάν το καλώδιο εξακολουθεί να συμπεριφέρεται σωστά μετά τη διαδρομή, οι σφιγκτήρες και οι πηγές θορύβου υπάρχουν ταυτόχρονα."

— Hommer Zhao, Ιδρυτής, Robotics Cable Assembly

Εάν ο προμηθευτής δεν μπορεί να εξηγήσει τι έχει επαληθευτεί και τι δεν έχει επαληθευτεί, η προμήθεια θα πρέπει να υποθέσει ότι το κρυφό κόστος εξακολουθεί να περιμένει κατάντη.

Τι προμήθεια θα πρέπει να στείλει στο RFQ

Ένα ισχυρό καλώδιο σερβομηχανισμού RFQ μειώνει τον χρόνο αναφοράς και μειώνει την εσφαλμένη ευθυγράμμιση. Στείλτε αυτά τα στοιχεία μαζί:

• Σχέδιο, σκίτσο διαδρομής ή καθαρισμός φωτογραφιών με προσανατολισμό σύνδεσης και σημεία σύσφιξης.
• BOM ή εγκεκριμένες αναφορές εξαρτημάτων, συμπεριλαμβανομένων των οικογενειών κινητήρα, μονάδας δίσκου και συνδέσμων.
• Διαχωρισμός ποσότητας: πρωτότυπο, πιλοτικό, ετήσιος όγκος και ζήτηση ανταλλακτικών υπηρεσιών.
• Περιβάλλον: θερμοκρασία, λάδι, ψυκτικό υγρό, τριβή, έκπλυση, έκθεση EMI και προφίλ κίνησης.
• Στόχευση χρόνου παράδοσης και οποιαδήποτε ημερομηνία έναρξης που δεν μπορεί να γλιστρήσει.
• Στόχος συμμόρφωσης και προσδοκίες τεκμηρίωσης, όπως ιχνηλασιμότητα, επισήμανση, έκθεση δοκιμής ή πακέτο πρώτου άρθρου.
• Πεδίο αποδοχής: συνέχεια, Hi-pot, αντίσταση μόνωσης, επαλήθευση κάμψης ή στρέψης και τυχόν έλεγχοι που σχετίζονται με το σήμα.

Αυτό το πακέτο επιτρέπει στον προμηθευτή να επιστρέψει κάτι χρήσιμο: όχι μόνο μια τιμή, αλλά μια ανασκόπηση κατασκευής, σύσταση καλωδίου, σημειώσεις κινδύνου και ένα σχέδιο επικύρωσης που ταιριάζει με την πραγματική κατασκευή ρομπότ.

Συχνές ερωτήσεις

Τι πρέπει να στείλει ένα ρομπότ OEM με το πρώτο καλώδιο σερβομηχανισμού RFQ;

Στείλτε το σχέδιο ή το σκίτσο διαδρομής, BOM, μέτρηση αξόνων, αριθμούς εξαρτημάτων κίνησης και κινητήρα, διαίρεση ποσότητας, περιβάλλον, χρόνος παράδοσης στόχου και στόχος συμμόρφωσης. Εάν συμπεριλάβετε επίσης τον προσανατολισμό της σύνδεσης και τις δοκιμές αποδοχής που περιμένετε, ένας προμηθευτής μπορεί συνήθως να επιστρέψει μια κριτική κατασκευής και προσφορά σε 1 κύκλο αντί για 3.

Αρκεί η δοκιμή συνέχειας για ένα συγκρότημα καλωδίου σερβοκινητήρα;

Όχι. Η συνέχεια αποδεικνύει ότι το κύκλωμα είναι κλειστό, αλλά δεν αποδεικνύει την ποιότητα θωράκισης, τη σταθερότητα του σήματος του κωδικοποιητή, το περιθώριο μόνωσης ή τη δυναμική απόδοση. Τα περισσότερα προγράμματα ρομπότ θα πρέπει να ορίζουν τη συνέχεια, τον χάρτη καρφίτσας, την αντίσταση μόνωσης, το «hi-pot» όταν απαιτείται και τουλάχιστον 1 μηχανική δοκιμή ή δοκιμή σήματος σχετική με την εφαρμογή.

Πότε είναι καλύτερο ένα υβριδικό καλώδιο σερβομηχανισμού από τα ξεχωριστά καλώδια τροφοδοσίας και κωδικοποιητή;

Ένα υβριδικό καλώδιο είναι συνήθως καλύτερο όταν ο χώρος δρομολόγησης είναι στενός, ο καρπός του ρομπότ ή η εσωτερική δίοδος είναι γεμάτος και ο ολοκληρωτής χρειάζεται ταχύτερη συναρμολόγηση. Τα ξεχωριστά καλώδια είναι συχνά πιο εύκολο να αντικατασταθούν μεμονωμένα, αλλά συνήθως καταναλώνουν περισσότερο όγκο δρομολόγησης και περισσότερο χρόνο εγκατάστασης.

Ποια λεπτομέρεια καλωδίου προκαλεί τις πιο ακριβές αστοχίες πεδίου;

Σε πολλά προγράμματα ρομπότ, οι πιο ακριβές αστοχίες ξεκινούν με κακή πειθαρχία δυναμικής δρομολόγησης και όχι από το ίδιο το μέταλλο αγωγού. Η στενή ακτίνα κάμψης, η ανεξέλεγκτη στρέψη, η ασθενής απόσταση των σφιγκτήρων και ο εσφαλμένος τερματισμός της θωράκισης μπορούν να δημιουργήσουν διακοπτόμενα σφάλματα κωδικοποιητή που είναι δύσκολο να αναπαραχθούν στον πάγκο.

Πώς πρέπει οι αγοραστές να συγκρίνουν τον χρόνο παράδοσης μεταξύ των προμηθευτών καλωδίων;

Συγκρίνετε το χρόνο παράδοσης κατά BOM κίνδυνο, προμήθεια συνδετήρων, εύρος δοκιμής και επίπεδο τεκμηρίωσης, όχι μόνο βάσει της υπόσχεσης του ημερολογίου. Μια προσφορά 2 εβδομάδων χωρίς επιβεβαίωση δημιουργίας ασπίδας, ελέγχου αναθεώρησης pinout ή σχεδίου επικύρωσης μπορεί να δημιουργήσει μεγαλύτερη καθυστέρηση από ένα πρόγραμμα 4 εβδομάδων που έχει καθοριστεί σωστά από την αρχή.

Τι θα επιστρέψει ένας ικανός προμηθευτής αφού ελέγξει το πακέτο RFQ;

Ένας ικανός προμηθευτής θα πρέπει να επιστρέψει μια ανασκόπηση κατασκευής, προτεινόμενη αρχιτεκτονική καλωδίων, σημειώσεις κινδύνου σχετικά με τη δρομολόγηση και τη θωράκιση, ένα προτεινόμενο εύρος επικύρωσης, χρόνους παράδοσης δείγματος και παραγωγής και μια προσφορά ευθυγραμμισμένη με το πρωτότυπο και τη ζήτηση όγκου.

Στείλτε το επόμενο πακέτο, όχι μόνο τον αριθμό εξαρτήματος

Εάν προμηθεύεστε καλώδια σερβοκινητήρα για βραχίονα ρομπότ ή πλήρη πλεξούδα κίνησης, στείλτε στη συνέχεια το σχέδιο, BOM, διαχωρισμό ποσότητας, περιβάλλον, χρόνο παράδοσης στόχου και στόχο συμμόρφωσης. Συμπεριλάβετε τους αριθμούς ανταλλακτικών κίνησης και κινητήρα, τον προσανατολισμό της φίσας και τυχόν όρια δοκιμής που ήδη γνωρίζετε. Θα στείλουμε πίσω μια ανασκόπηση κατασκευής, προτεινόμενη αρχιτεκτονική καλωδίων, σημειώσεις κινδύνου δρομολόγησης και θωράκισης, ένα προτεινόμενο εύρος επικύρωσης και μια προσφορά ευθυγραμμισμένη με τη ζήτηση δείγματος, πιλότου και παραγωγής.