2022年2月28日我们重磅发布了“智巧”系列关节,自此系列关节投入市场的半年多来,凭借其体积小、扭矩大、精度高、通用性强的特点,已经在工业自动化、机器人、高精度设备等场景都获得了一定程度的应用,并在其他场景中持续拓展。
秉持让机器人持续普及,带动上下游产业链转型升级的责任担当,天太机器人将通过本篇文章对“智巧”系列关节再次梳理,以产品优势、产品型号、应用场景三方面出发,让我们重新认识它。
正如给“智巧”系列关节的形容词——“中空、双编码器、高精一体、抱闸制动”那样,这四点就总结了它的核心优势。
中空:
中空是为应对关节结构设计的走线需求,里面是中空,方便走线。关节通过大中孔设计,可过线缆、气路等,减少多根并联电缆的扭转弯折,降低运动负载,提升工作效率;同时在孔内的无框直驱力矩电机,可以让关节动力更强劲、转矩波动更小、转动惯量更低、动态响应更快。
双编码器:
双编码器相比单编码器可更高精度控制关节运动轨迹,同时双编码器的中空关节可以自主记录上次运动轨迹及定位,实现全闭环精准控制,精准输出,确保无精度磨损,便于精准控制和机器人动力学开发。
高精一体:
高精一体即将电机技术、驱动技术、编码器技术及减速器技术进行了高度融合,集成进关节之内,且具备通讯功能,EtherCAT,CANopen通信可选,支持大部分主流机器人控制器。让关节结构更紧凑、体积更小巧,在应用中给机器人设计留出更多空间。
抱闸制动:
抱闸制动可以让关节更出色的安全制动,即使在异常时也可瞬间对负载进行制动,关节可以瞬间抱死,使设备平稳安全。
总结来下,“智巧”系列关节的四大优势就是:独创大中空无框力矩电机,让动力更强劲;高精度双编码器全闭环管理,让控制更精准;高度一体化的精密设计,让使用更简单;摩擦抱闸式制动,让快速启停更安全。
每一个优势,都是对技术革新,在市场上的一些关节或许拥有我们关节中一到二个优势,但是真正能够做到中空双编码器高精度一体关节的企业并不多,这也是天太系列关节与众不同之处。
在目前天太的产品序列中,“智巧”系列关节以HJ冠首,有五个型号,分别是HJ14、HJ17、HJ20、HJ25、HJ32。
以上五个型号虽然都具备上述中提到的四大优势,但是在自身重量、体积大小、转矩、转速等方面都有不同,这也影响了它们在终端应用场景上的差异。我们先来看一些产品的基本数据:
·HJ14
重量:1.2kg
最大瞬时转矩:54Nm
峰值转速:50rpm
·HJ17
重量:1.7kg
最大瞬时转矩:110Nm
峰值转速:40rpm
·HJ20
重量:2.5kg
最大瞬时转矩:147Nm
峰值转速:36rpm
·HJ25
重量:3.4kg
最大瞬时转矩:284Nm
峰值转速:30rpm
·HJ32
重量:6.7kg
最大瞬时转矩:480Nm
峰值转速:32rpm
根据型号不同,在具体关节上也体现了不同的优势。
以最大瞬时转矩为例,最大瞬时转矩越大,能够承载的惯性负载越大,能够带动的工件重量也就越大,因此企业可以根据自身工况选择相应的关节型号,以适应承载重量。我们可以发现HJ14的最大瞬时转矩是54Nm,而最大尺寸的HJ32最大瞬时转矩即可达到480Nm,提升将近十倍,负载转矩更大,令设备动力更加强劲。
同时,天太系列关节相较于市面上其他同类关节的最大瞬时转矩更大,我们对比了市面上同类关节,以14尺寸为例,市面上部分同类关节的最大瞬时转矩在50Nm以下,天太HJ14略胜一筹,而在17尺寸上,市面上部分其他关节的最大瞬时转矩在90-100Nm以内,而天太HJ达到了110Nm,差距更加明显。因此在同等尺寸下,天太系列关节能够承受的负载也更大,实际设备设计也更加灵活,可实现设备小型化。
在同功率条件下,一般转速与转矩呈负相关,即转速越高转矩又越低。因此对于尺寸重量更大的关节而言,一般转矩增加转速会变得更低。我们看到市面上有一款32尺寸的中空关节,其最大瞬时转矩为490Nm,与天太HJ32相差无几,但是其最大转速为25rpm,速度更低。天太系列关节可以保持较高转矩与转速的原因是凭借自身卓越的硬件优势,自产自研的无框直驱力矩电机就是其中的法宝。
天太将四大优势都集中于五种不同规格尺寸的关节中,每种型号相对于同类产品中,更具优势,我们努力提供模组化的关节,让客户快速组合,快速应用。对关节而言,它的终端应用场景也呈现出百花齐放之势。
“智巧”系列关节除了可以搭配在协助机器人上从事各种应用场景之外,其可适用于各种有旋转机构和旋转功能需求的设备上。以下是一些关节在热门赛道中应用的介绍:
当前手术机器人赛道颇热,其执行模式与传统机器人不同,由于手术需要用到不同的器械,因此在一台手术机器人上,拥有更多的手臂,同样对关节的精度、稳定性要求更高。手术机器人在微创手术中有较为广泛的应用,在关节的选用上不需要太大,HJ14内置高精度双编码器,不但能使机器人顺畅完成手术,并且能自主记录上次运动轨迹及定位,方便手术中更好的操控,全闭环的控制设计,确保高精度操作,最大程度地降低手术误差。
同样,今年外骨骼机器人赛道风头正劲,机械外骨骼为存在肢体疾病的患者带来了一道曙光,帮助他们提高自主行动的能力。关节作为机械外骨骼的关键部件,HJ25与人类关节尺寸相近,并具有很高的功率密度和抗过载能力,结合先进的驱动和智能运动算法,能够有效减弱机械感,使机器人关节处柔性顺滑,为企业走入外骨骼机器人赛道提供可能。
在机器人外的其他赛道中,智能物流赛道机器人正在快速进场,而物流机器人根据其工况不同,对于“手臂”的要求也各不相同。比如,在物流开装箱上,关节可以选取较两到三个更为轻便的HJ14/HJ17,组成开装箱机器人;在码垛上下料中,较重的货物关节可以选取HJ20/HJ25/HJ32,臂力更强。我们发现在智能物流上,机器人既可以三轴、四轴、五轴、六轴,也可以七轴,不光单臂也可以考虑双臂或者多臂协同,这对机器人的设计就提出了更多的自由化和创意,通过性价比较高的标准化和系列化的手臂关节模块就是关键的解决之道。
在新能源赛道中,以光伏、储能、锂电、钠电、氢能制造为代表的场景中,工厂自动化程度较高,在设备关节的选用上,HJ32可以搭配于光伏排版机器人中,以其独有优势令光伏排版机器人具有“高精度、高速度、高稳定性、大惯量无抖动、专业性更强”五大特点。值得一提的是,在锂电与钠电制造中,关节可以搭配组成多关节机器人之外,HJ14/HJ17等轻型关节还可以适用于注液、绕卷等需要旋转的工况之中。
天太机器人一直秉承以客户价值为中心的观念,为不同行业不同领域积极提供应用方案,通过提供标准化、模组化的机器人运动单元和方案,从而让机器人研发设计和制造变得更简单化。
“智巧”系列关节就是秉持这一初心,深度整合机器人核心运动模块,减少厂商采购成本、工序,助力厂商提高装配效率以及最终产品性能,从而“让做机器人变得简单”。
智巧的到来,我们感谢大家的关注;智巧的未来,我们一同创造。