Electromate ra mắt khớp robot hiệu suất cao Maxon HEJ 90

Robot di động sở hữu nút nguồn nhỏ gọn hơn

Electromate đã giới thiệu khớp hiệu suất cao maxon HEJ 90, một bộ truyền động tích hợp chặt chẽ được thiết kế cho thế hệ robot di động tiếp theo. Thiết bị kết hợp động cơ, hộp số, thiết bị điện tử điều khiển và hệ thống cảm biến trong một kiến trúc kín, được chế tạo để đáp ứng các yêu cầu chuyển động thực tế.

Sản phẩm này phản ánh xu hướng ngày càng rõ trong ngành hướng tới các khớp robot tích hợp hoàn toàn. Các kỹ sư hiện ưu tiên hiệu quả năng lượng, giảm hệ thống dây dẫn và mật độ cơ khí cao hơn so với các cụm truyền động mô-đun.

Mật độ mô-men xoắn kết hợp với thiết kế cơ điện nhỏ gọn

HEJ 90 cung cấp mô-men xoắn cực đại lên đến 140 Nm, với các cấu hình có thể đạt mức cao hơn khi được tinh chỉnh chuyên biệt. Mức công suất này giúp thiết bị thuộc nhóm bộ truyền động robot nhỏ gọn hạng nặng.

Mặc dù có hiệu năng cao, khớp vẫn duy trì kích thước nhỏ gọn với khối lượng dưới 2 kg. Sự cân bằng này cho phép các kỹ sư thiết kế hệ thống robot chân và robot bánh xe nhẹ hơn mà không làm giảm lực đầu ra.

Hiệu suất của thiết bị đạt 86%, giúp giảm tổn hao nhiệt trong quá trình vận hành liên tục. Hiệu suất này đặc biệt quan trọng đối với các nền tảng tự hành chạy bằng pin.

Cụm truyền động tích hợp bên trong thiết bị kín

HEJ 90 tích hợp động cơ không chổi than, hộp số chính xác, thiết bị điện tử servo và hệ thống phản hồi trong cùng một vỏ. Điều này loại bỏ hệ thống dây dẫn điều khiển bên ngoài và giảm độ phức tạp trong lắp ráp ở cấp hệ thống.

Khả năng giao tiếp kép cho phép điều khiển thời gian thực trên các kiến trúc phân tán. Các kỹ sư có thể triển khai chuyển động đa trục đồng bộ mà không cần tủ điều khiển riêng.

Khớp hỗ trợ các vòng điều khiển dựa trên EtherCAT với chu kỳ cập nhật nhanh. Điều này cải thiện khả năng phản hồi chuyển động trong những môi trường năng động như địa hình không bằng phẳng hoặc không gian cộng tác giữa người và robot.

Điều kiện thực địa định hình các ưu tiên kỹ thuật

HEJ 90 hướng đến những môi trường nơi robot phải hoạt động bên ngoài nhà máy được kiểm soát. Khả năng chống bụi, chống ẩm và chống rung trở thành các yêu cầu cốt lõi thay vì tính năng tùy chọn.

Cấp bảo vệ IP67 giúp bảo vệ thiết bị trước các điều kiện ngoài trời khắc nghiệt. Hệ thống giám sát nhiệt bên trong và làm mát chủ động đảm bảo vận hành ổn định dưới tải liên tục.

Khả năng tản nhiệt đạt khoảng 250 W trong điều kiện làm mát cưỡng bức. Nhờ đó, thiết bị có thể vận hành ở mô-men xoắn cao trong thời gian dài qua các chu kỳ khắt khe.

Nơi các khớp nhỏ gọn làm thay đổi thiết kế hệ thống

Robot chân, hệ thống giao hàng tự hành và robot thao tác di động đều hưởng lợi từ các khớp tích hợp. Những nền tảng này thường gặp khó khăn do hệ thống dây dẫn phức tạp và hạn chế không gian trong các bố trí bộ truyền động truyền thống.

Bằng cách tích hợp thiết bị điện tử điều khiển bên trong khớp, các nhà thiết kế hệ thống giảm số điểm có thể hỏng hóc và cải thiện độ tin cậy cơ khí. Việc quản lý dây dẫn cũng trở nên đơn giản hơn đáng kể trong các robot đa trục.

Kiến trúc này cũng phù hợp với các xu hướng chuyển động rộng hơn được thấy trong những nền tảng tiên tiến như hệ sinh thái bộ điều khiển servo, nơi khả năng xử lý thông minh được đưa đến gần tải hơn.

Động lực ngành hướng tới truyền động tích hợp

Ngành robot đang rời xa các tủ điều khiển trung tâm. Thay vào đó, mỗi khớp hiện hoạt động như một nút thông minh độc lập trong mạng điều khiển phân tán.

Sự chuyển dịch này cải thiện khả năng mở rộng trong các hệ thống nhiều chi. Đồng thời, nó rút ngắn thời gian đưa vào vận hành đối với các cụm robot phức tạp.

HEJ 90 thể hiện rõ định hướng này, trong đó mật độ hiệu năng và mức độ tích hợp được ưu tiên hơn sự tách biệt theo mô-đun.

Góc nhìn kỹ thuật về phương pháp tiếp cận của HEJ 90

Phương pháp của Electromate không định nghĩa lại lý thuyết chuyển động của robot. Thay vào đó, sản phẩm tinh chỉnh cách mô-men xoắn, cảm biến và thiết bị điện tử điều khiển hội tụ về mặt vật lý bên trong một khớp.

Sự tinh chỉnh này có ý nghĩa quan trọng trong lĩnh vực robot di động, nơi từng gram, watt và milimét đều ảnh hưởng đến hiệu năng hệ thống.

HEJ 90 cho thấy thiết kế bộ truyền động hiện nay quyết định năng lực của robot không kém gì các thuật toán điều khiển phần mềm.

*Daniel Reeve, phóng viên hệ thống công nghiệp với 12 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực điều khiển chuyển động và tích hợp robot, trước đây từng tham gia các dự án kiến trúc servo liên quan đến hệ thống tự động hóa Siemens, ABB và FANUC.*