Comment choisir le bon servomoteur intégré pour un robot SCARA ?

Les robots SCARA sont largement utilisés dans l'automatisation industrielle à grande vitesse , notamment dans les applications d'assemblage électronique, d'emballage, de distribution, d'inspection, d'automatisation de laboratoire et de manipulation de précision. Alors que les fabricants continuent d'exiger une productivité plus élevée, des encombrements de machines réduits et une intégration de système plus facile, la sélection du bon Le servomoteur intégré pour les robots SCARA est devenu de plus en plus important.

Contrairement aux systèmes d'asservissement traditionnels qui nécessitent des moteurs, des variateurs et des contrôleurs séparés connectés via un câblage complexe, les servomoteurs intégrés combinent le moteur, le pilote, l'encodeur et l'interface de communication en une seule unité compacte . Cette conception simplifie l'installation, réduit l'espace dans l'armoire, améliore la fiabilité du système et fournit un contrôle de mouvement précis pour les applications robotiques.

Cependant, le choix du servomoteur intégré approprié pour un robot SCARA nécessite un examen attentif de facteurs tels que le type de moteur, les exigences de couple, la vitesse, la méthode de contrôle, la structure mécanique et l'environnement d'application. Dans les conceptions pratiques de robots SCARA, les servomoteurs CC sans balais intégrés et les servomoteurs pas à pas intégrés ont leurs propres avantages et sont adaptés à différentes conditions de fonctionnement.

Ce guide explique comment sélectionner le bon servomoteur intégré pour les robots SCARA et comment choisir entre les servomoteurs BLDC intégrés et les servomoteurs pas à pas intégrés..

Comprendre le rôle des servomoteurs intégrés dans les robots SCARA

Un robot SCARA se compose généralement de plusieurs joints rotatifs et d'un mécanisme à axe Z vertical. Chaque axe nécessite un système moteur capable de fournir un positionnement précis, un fonctionnement stable et une réponse rapide.

Le servomoteur intégré est responsable de :

• Piloter des articulations robotiques avec un contrôle de mouvement précis

• Maintien de la précision de la position lors d'un fonctionnement à grande vitesse

• Fournir des commentaires via des encodeurs

• Contrôler l'accélération et la décélération en douceur

• Communication avec le contrôleur du robot ou le système PLC

Les systèmes d'asservissement traditionnels nécessitent :

• Servomoteur

• Servomoteur externe

• Câble codeur

• Câble d'alimentation

• Câblage des communications

• Installation d'armoire de commande

Un servomoteur intégré combine ces composants en une seule solution compacte, réduisant considérablement la complexité du câblage et améliorant l'efficacité de l'installation.

Pour les robots SCARA, où plusieurs moteurs sont installés dans des espaces mécaniques limités, les solutions servo intégrées compactes offrent des avantages majeurs.

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Facteurs clés lors du choix d'un servomoteur intégré pour les robots SCARA

1. Déterminez le couple et la capacité de charge requis

La première étape de la sélection d'un servomoteur intégré consiste à calculer le couple requis.

Les articulations du robot SCARA doivent surmonter :

• Poids du bras

• Poids de la charge utile

• Force d'accélération

• Inertie des composants en rotation

• Forces de traitement externe

Le couple du moteur doit être sélectionné en fonction de la charge de fonctionnement maximale plutôt que de la charge moyenne.

Les paramètres importants incluent :

Couple continu :

Le couple que le moteur peut fournir en fonctionnement normal.

Couple maximal :

Le couple maximum disponible lors d'accélérations, d'arrêts d'urgence ou de changements brusques de charge.

Inertie du rotor :

La capacité du moteur à gérer des changements rapides de vitesse.

Pour les robots SCARA légers utilisés dans l’assemblage électronique, des servomoteurs intégrés plus petits peuvent fournir des performances suffisantes. Pour les robots à charge utile plus élevée utilisés dans l’emballage ou la manutention de matériaux, des modèles à couple plus élevé sont requis.

Choisir entre les servomoteurs BLDC intégrés et les servomoteurs pas à pas intégrés

Lors de la sélection d'un servomoteur intégré pour un robot SCARA , le choix entre un servomoteur BLDC intégré et un servomoteur pas à pas intégré dépend de la vitesse, de la précision, des exigences de charge et de l'environnement d'application du robot.

Les deux solutions offrent un contrôle en boucle fermée , combinant le moteur, le pilote et l'encodeur en une seule unité compacte. Cependant, leurs caractéristiques de performance les rendent adaptés à différentes applications de robots SCARA.

Servomoteurs BLDC intégrés pour robots SCARA

Un servomoteur BLDC intégré est idéal pour les robots SCARA qui nécessitent une vitesse élevée, un mouvement fluide et un fonctionnement continu.

Grâce au retour d'encodeur et au servocommande avancé, les servomoteurs BLDC peuvent corriger automatiquement les erreurs de position et maintenir des performances stables lors d'accélérations et de décélérations rapides.

Principaux avantages

• Performances à grande vitesse : convient aux applications rapides de prélèvement et de placement, d'assemblage et d'emballage.

• Fonctionnement fluide : de faibles vibrations et un excellent contrôle des mouvements améliorent la précision du robot.

• Haute efficacité : la conception sans balais réduit la génération de chaleur et les besoins de maintenance.

• Forte réponse dynamique : gère efficacement les accélérations fréquentes et les changements de direction.

Applications typiques

Les servomoteurs BLDC intégrés sont couramment utilisés dans :

• Robots SCARA à grande vitesse

• Équipement d'assemblage électronique

• Systèmes de manutention de précision

• Machines d'inspection automatisées

• Robots d'emballage industriel

Pour les applications nécessitant une productivité maximale et des temps de cycle rapides, les servomoteurs BLDC intégrés sont généralement le choix préféré..

Servomoteurs pas à pas intégrés pour robots SCARA

Un servomoteur pas à pas intégré combine les avantages de la technologie des moteurs pas à pas avec un contrôle par rétroaction en boucle fermée.

Il s'agit d'une solution rentable pour les robots SCARA qui nécessitent un positionnement précis mais n'ont pas besoin d'une vitesse extrêmement élevée.

Principaux avantages

• Positionnement précis : le retour de l'encodeur évite les étapes manquées et améliore la fiabilité.

• Couple élevé à basse vitesse : convient aux axes verticaux et aux petits mécanismes robotiques.

• Compact et économique : fournit une solution plus simple pour les systèmes d'automatisation sensibles aux coûts.

• Intégration facile du contrôle : fonctionne bien avec les systèmes de contrôle d’impulsions et de direction.

Applications typiques

Les servomoteurs pas à pas intégrés conviennent pour :

• Petits robots SCARA

• Équipement d'automatisation de laboratoire

• Systèmes robotiques de bureau

• Machines d'assemblage légères

• Robots éducatifs

Pour les applications où la précision et la rentabilité sont plus importantes que la vitesse maximale , les servomoteurs pas à pas intégrés constituent un choix pratique.

Servomoteur BLDC intégré vs servomoteur pas à pas intégré

Comment choisir le bon moteur pour un robot SCARA

La sélection du bon moteur pour un robot SCARA est essentielle pour obtenir un positionnement précis, des temps de cycle rapides et un fonctionnement fiable à long terme. Le moteur doit correspondre à la charge utile, à la vitesse, aux exigences de précision et à l'environnement de travail du robot.

Lors du choix d'un moteur pour un robot SCARA, plusieurs facteurs clés doivent être pris en compte :

1. Évaluer les exigences en matière de couple et de charge utile

Le moteur doit fournir suffisamment de couple pour déplacer efficacement le bras du robot, la charge utile et les composants mécaniques.

Les facteurs importants comprennent :

• Poids du bras du robot

• Charge utile maximale

• Exigences d'accélération et de décélération

• Inertie articulaire

• Fréquence du cycle de fonctionnement

Pour les robots SCARA légers, un servomoteur pas à pas intégré peut fournir un couple et une précision de positionnement suffisants. Pour les robots industriels plus gros avec des charges utiles plus élevées et des mouvements plus rapides, un servomoteur BLDC intégré est généralement plus adapté.

2. Tenez compte de la vitesse et des performances de mouvement

Les robots SCARA sont couramment utilisés pour des tâches d'automatisation à grande vitesse telles que le prélèvement et le placement, l'assemblage et l'emballage.

Si la candidature nécessite :

• Temps de cycle courts

• Accélération rapide

• Fonctionnement continu à grande vitesse

• Mouvement multi-axes fluide

un servomoteur BLDC intégré constitue le meilleur choix en raison de sa capacité de vitesse plus élevée et de sa réponse dynamique plus rapide.

Pour les applications nécessitant une vitesse modérée, un servomoteur pas à pas intégré peut fournir des performances fiables avec un coût système inférieur.

3. Vérifiez la précision et la répétabilité de la position

La précision est une exigence essentielle pour les robots SCARA utilisés dans l’assemblage, la distribution et l’inspection de produits électroniques.

Les moteurs avec retour codeur fournissent :

• Surveillance de position en temps réel

• Correction d'erreur

• Répétabilité améliorée

• Fonctionnement stable sous des charges changeantes

Les servomoteurs BLDC intégrés et les servomoteurs pas à pas intégrés offrent un contrôle en boucle fermée, mais les servomoteurs BLDC offrent généralement de meilleures performances dans les applications de haute précision et à grande vitesse.

4. Sélectionnez la taille de moteur appropriée

La taille du moteur doit correspondre à la structure mécanique du robot et à l'espace d'installation disponible.

Les tailles de moteur courantes incluent :

• NEMA 11 :  Petits mécanismes robotiques et applications légères

• NEMA 17 : Équipement d'automatisation compact

• NEMA 23 : Systèmes robotiques de taille moyenne

• NEMA 24 : Applications industrielles à couple plus élevé

Un moteur correctement dimensionné permet d’obtenir le meilleur équilibre entre couple, efficacité et poids du robot.

5. Tenir compte des exigences de contrôle et de communication

Les robots SCARA modernes nécessitent une communication flexible entre les moteurs et les contrôleurs.

Les options de contrôle courantes incluent :

• Contrôle des impulsions et de la direction

• Communication RS485

• Communication CANopen

• Communication EtherCAT

Pour les systèmes robotiques simples, le contrôle des impulsions peut suffire. Pour les robots industriels multi-axes, la communication basée sur le réseau offre une meilleure synchronisation et une meilleure gestion du système.

6. Analyser l'environnement de travail

L'environnement d'exploitation affecte la fiabilité et la durée de vie du moteur.

Considérer:

• Température de fonctionnement

• Niveaux de poussière et de contamination

• Horaires de travail continus

• Conditions vibratoires

Un servomoteur intégré fiable avec électronique d'entraînement intégrée peut réduire la complexité du câblage et améliorer la stabilité du système dans les environnements industriels.

7. Choisissez entre un servomoteur BLDC intégré et un servomoteur pas à pas intégré

Choisissez un servomoteur BLDC intégré lorsque :

• Une vitesse élevée est requise

• Le robot fonctionne en continu

• Une efficacité élevée est importante

• Une réponse rapide et un mouvement fluide sont nécessaires

• L'application implique des charges utiles plus élevées

Choisissez un servomoteur pas à pas intégré lorsque :

• La rentabilité est importante

• Le robot fonctionne à des vitesses modérées

• Une taille compacte est requise

• Un positionnement précis est nécessaire

• L'application a des exigences de charge inférieures

Final

Le bon moteur pour un robot SCARA dépend des exigences de l'application, notamment le couple, la vitesse, la précision, la taille du moteur et la compatibilité du système de contrôle..

Pour les robots SCARA industriels hautes performances, les servomoteurs BLDC intégrés offrent une vitesse, une efficacité et une réponse dynamique excellentes. Pour les systèmes robotiques compacts et économiques, les servomoteurs pas à pas intégrés offrent un contrôle précis et un fonctionnement fiable.

En sélectionnant la technologie de moteur appropriée, les fabricants peuvent améliorer les performances du robot SCARA, réduire les besoins de maintenance et parvenir à une automatisation plus efficace.

Servomoteurs BLDC intégrés pour robots SCARA

Quand choisir un servomoteur CC sans balais intégré

Un intégré servomoteur BLDC convient aux robots SCARA nécessitant :

• Fonctionnement à grande vitesse

• Mouvement fluide

• Haute efficacité

• Faibles vibrations

• Fonctionnement continu

• Réponse dynamique élevée

Les servomoteurs BLDC utilisent un contrôle en boucle fermée avec retour d'encodeur. Le contrôleur surveille en permanence la position et la vitesse du moteur, permettant un réglage précis pendant le fonctionnement.

Cela les rend idéaux pour les applications robotiques exigeantes où la vitesse et la précision sont essentielles.

Avantages des servomoteurs BLDC intégrés

1. Performances à grande vitesse

Les robots SCARA sont souvent conçus pour des opérations de prélèvement et de placement rapides. Les servomoteurs BLDC intégrés peuvent atteindre des vitesses de rotation élevées tout en maintenant un contrôle stable.

Les applications typiques incluent :

• Manipulation des semi-conducteurs

• Assemblage de circuits imprimés

• Emballage à grande vitesse

• Systèmes de tri

2. Excellente fluidité des mouvements

Étant donné que les servomoteurs BLDC utilisent un contrôle par rétroaction, ils peuvent compenser automatiquement les erreurs de position.

Les avantages comprennent :

• Vibrations réduites

• Choc mécanique inférieur

• Précision de positionnement améliorée

• Meilleure qualité de surface dans les applications de traitement

Ceci est particulièrement important pour les tâches de précision telles que la distribution, le serrage des vis et l'inspection.

3. Efficacité énergétique supérieure

Les moteurs BLDC n'ont pas de balais mécaniques, ce qui réduit les pertes par frottement et améliore l'efficacité.

Les avantages incluent :

• Production de chaleur réduite

• Durée de vie plus longue

• Besoins de maintenance réduits

Pour les robots SCARA fonctionnant en continu dans les usines, l’efficacité énergétique affecte directement les coûts d’exploitation.

Applications adaptées aux servomoteurs BLDC intégrés

Les servomoteurs BLDC intégrés sont couramment utilisés dans :

• Robots SCARA à grande vitesse

• Systèmes d'assemblage robotisés

• Matériel de manutention de précision

• Machines d'inspection automatisées

• Robots de laboratoire

• Équipement d'automatisation médicale

Servomoteurs pas à pas intégrés pour robots SCARA

Quand choisir un servomoteur pas à pas intégré

Un servomoteur pas à pas intégré combine les avantages des moteurs pas à pas traditionnels et de la technologie d'asservissement en boucle fermée.

Il convient aux applications robotiques SCARA nécessitant :

• Contrôle de mouvement économique

• Positionnement précis

• Fonctionnement à vitesse modérée

• Conception compacte

• Systèmes de contrôle simples

Contrairement aux moteurs pas à pas en boucle ouverte, les servomoteurs pas à pas intégrés incluent un retour d'encodeur, qui permet au système de détecter et de corriger les erreurs de positionnement.

Avantages des servomoteurs pas à pas intégrés

1. Contrôle de position précis sans systèmes complexes

Les moteurs pas à pas traditionnels fonctionnent sans retour, ce qui peut entraîner des pas manqués en cas de surcharge.

Les servomoteurs pas à pas intégrés résolvent ce problème en ajoutant un retour d'encodeur.

Le système peut :

• Surveiller la position réelle

• Détecter les conditions de surcharge

• Corriger les erreurs de mouvement

• Maintenir la précision du positionnement

2. Couple de maintien élevé

Les servomoteurs pas à pas fournissent un couple élevé à basse vitesse.

Cela les rend adaptés pour :

• Mouvement vertical sur l'axe Z

• Petits robots SCARA

• Bras robotiques légers

• Mécanismes de positionnement de précision

3. Coût du système réduit

Par rapport aux servosystèmes hautes performances, les servomoteurs pas à pas intégrés offrent une solution plus économique.

Ils conviennent aux applications où :

• Une vitesse extrêmement élevée n’est pas nécessaire

• Les exigences en matière de charge utile sont modérées

• La rentabilité est importante

Applications adaptées aux servomoteurs pas à pas intégrés

Les servomoteurs pas à pas intégrés sont couramment utilisés dans :

• Robots SCARA de bureau

• Robots éducatifs

• Automatisation du laboratoire

• Petites machines d'assemblage

• Équipement d'inspection visuelle

• Systèmes de manutention à vitesse faible à moyenne

Servomoteur BLDC intégré vs servomoteur pas à pas intégré pour robots SCARA

2. Tenir compte des exigences en matière de communication et de contrôle

Les robots SCARA modernes nécessitent des systèmes de communication flexibles.

Lors de la sélection d'un servomoteur intégré, tenez compte des éléments suivants :

• Contrôle des impulsions et de la direction

• Communication RS485

• Communication CANopen

• Compatibilité EtherCAT

• Communication Modbus

Pour un équipement d'automatisation simple, une commande par impulsions peut suffire.

Pour les systèmes robotiques industriels avancés, la communication réseau telle que CANopen ou EtherCAT fournit :

• Synchronisation multi-axes

• Contrôle en temps réel

• Extension du système plus facile

• Un meilleur diagnostic

3. Évaluer la taille du moteur et l’intégration mécanique

L'espace est souvent limité à l'intérieur des articulations du robot SCARA.

Les servomoteurs intégrés offrent des avantages car ils réduisent le câblage externe et éliminent les entraînements séparés.

Les facteurs de sélection importants comprennent :

• Diamètre du moteur

• Longueur du moteur

• Cotes de montage

• Configuration de l'arbre

• Poids

Les tailles courantes de servomoteurs intégrés incluent :

• NEMA 11

• NEMA 17

• NEMA 23

• NEMA 24

Les moteurs plus petits conviennent aux robots SCARA compacts, tandis que les châssis de plus grande taille fournissent un couple plus élevé pour les applications industrielles.

4. Tenez compte de la résolution de l'encodeur et de la précision de la position

Les performances de l'encodeur affectent directement la précision du robot.

Une résolution d'encodeur plus élevée fournit :

• Meilleure précision de positionnement

• Mouvement plus fluide

• Répétabilité améliorée

Pour les applications SCARA de précision, telles que l'assemblage de composants électroniques, la résolution du codeur est un facteur critique.

5. Analyser les exigences de l'environnement de travail

Les environnements industriels peuvent exposer les moteurs à :

• Poussière

• Vibration

• Changements de température

• Fonctionnement continu

Lors de la sélection d'un servomoteur intégré, tenez compte des éléments suivants :

• Indice de protection

• Méthode de refroidissement

• Plage de température de fonctionnement

• Fiabilité à long terme

Pour l’automatisation industrielle, un servomoteur intégré robuste contribue à réduire les temps d’arrêt et les coûts de maintenance.

Comment sélectionner le bon servomoteur intégré pour différentes applications de robot SCARA

Robots SCARA de sélection et de placement à grande vitesse

Solution recommandée :

Servomoteurs BLDC intégrés

Raisons :

• Capacité d'accélération élevée

• Réponse rapide

• Fonctionnement fluide

• Haute efficacité

Robots SCARA d’assemblage de précision

Solution recommandée :

Servomoteurs BLDC intégrés ou servomoteurs pas à pas haute résolution

Raisons :

• Positionnement précis

• Mouvement stable

• Faibles vibrations

Petits robots SCARA de bureau

Solution recommandée :

Servomoteurs pas à pas intégrés

Raisons :

• Taille compacte

• Coût inférieur

• Précision suffisante

• Architecture de contrôle simple

Robots SCARA d’emballage et de manutention

Solution recommandée :

Servomoteurs BLDC intégrés à couple élevé

Raisons :

• Capacité de charge utile plus grande

• Capacité de fonctionnement continu

• Meilleures performances dynamiques

Pourquoi les servomoteurs intégrés deviennent populaires dans la conception des robots SCARA

L'adoption croissante de servomoteurs intégrés dans les robots SCARA s'explique par plusieurs avantages :

Architecture système simplifiée

Les composants du moteur, du variateur et du feedback sont intégrés dans une seule unité.

Complexité de câblage réduite

Moins de câblage améliore la fiabilité et réduit le temps d'installation.

Conception de machine compacte

Des armoires de commande et des structures robotiques plus petites deviennent possibles.

Efficacité de maintenance améliorée

Les systèmes intégrés simplifient le dépannage et le remplacement.

Meilleures performances de mouvement

Le contrôle en boucle fermée garantit un fonctionnement précis et stable.

Conclusion : sélection du meilleur servomoteur intégré pour votre robot SCARA

Le choix du bon servomoteur intégré pour un robot SCARA dépend des exigences de l'application, notamment la vitesse, le couple, la précision, la charge utile, le coût et l'architecture de contrôle.

Pour les robots SCARA industriels à grande vitesse , intégrés les servomoteurs BLDC sont généralement le choix préféré car ils offrent une excellente efficacité, une réponse dynamique et un fonctionnement fluide.

Pour les robots SCARA compacts, sensibles aux coûts et à vitesse modérée , intégrés les servomoteurs pas à pas offrent une solution efficace avec un contrôle précis en boucle fermée et un couple élevé à basse vitesse.

En évaluant la structure du robot, les exigences de mouvement et l'environnement d'exploitation, les fabricants peuvent sélectionner la solution de servomoteur intégré la plus appropriée pour obtenir une automatisation robotique fiable, efficace et précise.

FAQ

1. Quel type de moteur est couramment utilisé dans les robots SCARA ?

Les robots SCARA utilisent couramment des servomoteurs car ils nécessitent une précision de positionnement élevée, une réponse rapide et un contrôle de mouvement stable. Dans les applications robotiques modernes, les servomoteurs intégrés , notamment les servomoteurs BLDC intégrés et les servomoteurs pas à pas intégrés , sont de plus en plus utilisés car ils combinent le moteur, le pilote et l'encodeur dans une unité compacte, réduisant ainsi la complexité du câblage et améliorant la fiabilité du système.

2. Comment choisir entre un servomoteur BLDC intégré et un servomoteur pas à pas intégré pour un robot SCARA ?

Le choix dépend de la vitesse, de la charge utile, de la précision et des exigences de l'application du robot.

Un servomoteur BLDC intégré convient aux robots SCARA à grande vitesse qui nécessitent un mouvement fluide, un rendement élevé, une accélération rapide et un fonctionnement continu.

Un servomoteur pas à pas intégré constitue une solution économique pour les robots SCARA compacts ou les applications nécessitant un positionnement précis avec des exigences de vitesse et de charge modérées.

3. Quels facteurs doivent être pris en compte lors de la sélection d'un servomoteur intégré pour un robot SCARA ?

Les principaux facteurs comprennent :

• Couple requis et capacité de charge utile

• Vitesse de fonctionnement et accélération

• Précision et répétabilité du positionnement

• Taille du moteur et espace d'installation

• Méthode de communication

• Environnement de travail

La sélection d'un moteur en fonction de ces facteurs garantit des performances fiables et un mouvement robotique optimisé.

4. Pourquoi les servomoteurs intégrés conviennent-ils aux robots SCARA ?

Les servomoteurs intégrés sont idéaux pour les robots SCARA car ils combinent plusieurs composants en une seule conception compacte, notamment le moteur, le pilote et l'encodeur.

Leurs avantages incluent :

• Temps de câblage et d’installation réduits

• Exigences réduites en matière d'armoire de commande

• Fiabilité améliorée du système

• Entretien plus facile

• Contrôle de mouvement précis en boucle fermée

Ces avantages rendent les servomoteurs intégrés particulièrement adaptés aux systèmes d'automatisation compacts et performants.

5. Quelle taille de servomoteur intégré convient à un robot SCARA ?

La taille du moteur appropriée dépend de la structure du robot, de la charge utile et des exigences de couple. Les tailles courantes incluent NEMA 11, NEMA 17, NEMA 23 et NEMA 24.

Les petits robots SCARA et les applications légères nécessitent généralement des moteurs plus petits, tandis que les robots industriels SCARA dotés de charges utiles plus élevées ont généralement besoin de moteurs plus gros avec un couple de sortie plus élevé.