El método de conducción de un robot es el núcleo de la ejecución de su movimiento, y la selección debe basarse en requisitos como capacidad de carga, precisión, velocidad de respuesta, costo y adaptabilidad ambiental. Los siguientes son los métodos de conducción más utilizados para robots industriales, de servicios y especiales, clasificados y explicados en detalle según principios y escenarios de aplicación:
1, accionamiento eléctrico (el más convencional, adecuado para la mayoría de los escenarios)
La conversión de energía eléctrica en energía mecánica a través de motores tiene ventajas como alta precisión, respuesta rápida, control limpio y libre de contaminación-y conveniente. Actualmente es el método de conducción preferido para robots, especialmente brazos robóticos industriales y robots de servicios.
Según el tipo de motor se puede dividir en:
1. Servoaccionamiento de CC
Principio: utilizar un servomotor de CC (con retroalimentación del codificador), combinado con un controlador para lograr un control de bucle cerrado-de velocidad y posición.
Características: estructura simple, bajo costo, alto par de arranque, estabilidad de baja-velocidad, adecuado para escenarios de carga pequeña y mediana.
Aplicaciones: brazos robóticos de escritorio, AGV pequeños, robots de servicio (como ruedas de robot de barrido), robots educativos.
2. Servoaccionamiento de CA
Principio: motor síncrono de imán permanente de CA + codificador + servocontrolador, que logra un control de posición/par de alta-precisión mediante control vectorial.
Características: alta densidad de potencia, gran capacidad de sobrecarga, baja generación de calor, larga vida útil, adecuado para escenarios de alta carga y alta-precisión.
Aplicaciones: brazos robóticos industriales (como brazos colaborativos de seis ejes, robots de soldadura), AGV de alta-gama y ejes de enlace de máquinas herramienta CNC.
3. Motor paso a paso
Principio: el rotor del motor se controla para que gire paso a paso mediante señales de pulso (sin codificador, control de bucle abierto-) y el ángulo de rotación es proporcional al número de pulsos.
Características: Costo extremadamente bajo, control simple, sin error acumulativo (carrera corta), pero existe un fenómeno de "arrastre" a bajas velocidades y capacidad de carga débil.
Aplicaciones: brazos robóticos de gama baja, impresoras 3D, mecanismos de posicionamiento livianos (como pequeñas articulaciones de robots, mecanismos de empuje).
4. Motor de CC sin escobillas (BLDC)
Principio: sin desgaste de las escobillas, controlado por un conmutador electrónico, combinado con sensores Hall o codificadores para lograr un control de bucle cerrado-.
Características: Alta eficiencia, bajo nivel de ruido, larga vida útil (sin pérdida de escobillas), entre motores paso a paso y servomotores.
Aplicaciones: ruedas móviles de robots de servicio, hélices de drones, articulaciones de robots (carga baja a media), robots médicos (como equipos de rehabilitación).
5. Accionamiento de motor lineal
Principio: despliegue el motor giratorio y genere directamente un movimiento lineal (sin necesidad de mecanismos de transmisión como tornillos o engranajes).
Características: Juego de transmisión cero, alta velocidad y aceleración, precisión de posicionamiento extremadamente alta (hasta el nivel micrométrico), pero alto costo y generación significativa de calor.
Aplicaciones: robots industriales de alta-precisión (como robots de manipulación de semiconductores), equipos de corte por láser, juntas lineales de brazos colaborativos-de alta gama.
2, accionamiento hidráulico (adecuado para cargas pesadas y entornos hostiles)
Al convertir la energía de presión del aceite hidráulico en energía mecánica y utilizar cilindros o motores hidráulicos para generar potencia, el núcleo es el grupo de válvula de control y fuente de aceite de alta-presión.
Características:
Ventajas: Densidad de potencia extremadamente alta (la capacidad de carga es varias veces mayor que la de los vehículos eléctricos con el mismo volumen), fuerte resistencia al impacto, resistencia a altas y bajas temperaturas, resistencia al polvo y al agua.
Desventajas: contaminación por petróleo, baja precisión de control, velocidad de respuesta lenta y mantenimiento complejo (que requiere cambios de aceite regulares).
3. Accionamiento neumático (adecuado para cargas ligeras y escenarios de bajo costo-)
Utilizando aire comprimido como fuente de energía, el movimiento se logra a través de cilindros o motores neumáticos, con el núcleo formado por un compresor de aire, una válvula solenoide y un circuito de aire.
Características:
Ventajas: Costo extremadamente bajo, estructura simple, limpio y libre de aceite-(aire seco), anticontaminación (a prueba de polvo-, anti-corrosión), velocidad de respuesta rápida (arranque y parada instantánea).
Desventajas: capacidad de carga débil (solo aplicable a cargas livianas), baja precisión de posicionamiento (gas comprimible, propenso a impactos) y necesidad de soporte para compresores de aire.
En general, el accionamiento eléctrico (especialmente el servo de CA) es actualmente la opción principal para los robots, mientras que los accionamientos hidráulicos, neumáticos y especiales sirven como complementos y cubren escenarios con cargas, entornos o requisitos de precisión extremos.