Motor lineal intelixente controlado por forza

Principio

Baseado no motor lineal e combinado coa tecnoloxía de control de forza, o motor lineal intelixente de control de forza detecta a forza de saída en tempo real a través de sensores e transmite o sinal de retroalimentación de forza ao controlador. O controlador compara o valor da forza establecida co valor da forza de realimentación, axusta a corrente de entrada e outros parámetros e consegue un control preciso da forza de saída. O módulo de motor lineal TM-LM de TallMan Robotics utiliza un algoritmo de control híbrido de posición de forza, un algoritmo de control de forza constante, etc. para conseguir un control preciso da forza.

Características estruturais

Xeralmente composto por un corpo de motor lineal, sensor de forza, controlador, etc. O motor lineal xera forza motriz de movemento lineal; Medición en tempo real da forza de saída mediante sensores de forza, normalmente incluíndo galgas extensométricas, sensores piezoeléctricos, etc. O controlador é o compoñente principal responsable de procesar os sinais de retroalimentación da forza e emitir ordes de control. Para mellorar o rendemento e a integración, algúns motores lineais intelixentes controlados por forza adoptan un deseño integrado de control de accionamento, que integra o controlador e o controlador, reduce o volume e o cableado e mellora a estabilidade e fiabilidade do sistema.

Vantaxes de rendemento

1). Alta precisión de control de forza: pode acadar unha alta precisión de control de forza. Por exemplo, despois de engadir a función de control da forza de precisión ao módulo de motor lineal intelixente TM-LM, a precisión do control da forza de empuxe pode alcanzar ± 0,01 N.

Velocidade de resposta rápida: capaz de responder rapidamente aos cambios de forza, axustar a forza de saída en tempo real e adaptarse aos requisitos de control dinámico da forza. Debido á ausencia dun mecanismo de transmisión intermedio, a inercia mecánica e a histérese redúcense, mellorando a velocidade de resposta e a sensibilidade do sistema.

2).Alta precisión de posicionamento: ademais da alta precisión de control da forza, a precisión de posicionamento tamén é excelente. Algúns produtos teñen unha precisión de posicionamento repetida de ± 0,001 mm, que poden cumprir os requisitos de posicionamento de alta-precisión e control de forza.

3).Modo de control flexible: admite varios modos de control, como o control híbrido de posición da forza, o control de forza constante, etc. Pódense seleccionar métodos de control axeitados segundo os diferentes requisitos da aplicación para conseguir un control preciso da forza e un control de posición.

Embalaxe e probas de chip

Durante o proceso de unión do fío, é necesario controlar con precisión a forza de contacto entre o fío de soldadura e os pinos do chip (xeralmente dentro de ± 0,1 N) para evitar danos no chip ou un mal contacto; Durante a proba do chip, o control da forza de contacto entre a sonda e as unións de soldadura do chip pode evitar que a sonda se dobra ou se rompa.

Montaxe da placa PCB

Controla a forza de colocación de compoñentes pequenos, como resistencias e capacitores durante os procesos SMT e{0}}conecte para evitar que se desprendan os compoñentes ou se danen as almofadas; No proceso de laminación de placas de circuíto flexibles (FPC), úsase un control de forza constante para garantir unha adhesión uniforme e evitar engurras ou fendas.

Fabricación de pantallas de visualización

Durante a montaxe de pantallas LCD ou OLED e módulos de retroiluminación, controle a forza de presión para evitar que o substrato de vidro se rompa; Durante o proceso de unión dos sensores da pantalla táctil, a presión axústase a través da retroalimentación da forza para garantir unha condutividade estable da capa de detección.

Montaxe do teléfono móbil

A presión do módulo da cámara e da tapa da batería require un control da presión para evitar a deformación da carcasa ou danos nos compoñentes internos; Na montaxe de rañuras e botóns para tarxetas SIM, utilízase a retroalimentación de forza para determinar se están instalados correctamente, evitando apretar ou afrouxar demasiado.

Inserción e retirada do conector

Durante o proceso de inserción e eliminación de interfaces USB e conectores de cinta, a forza de inserción e eliminación debe controlarse con precisión (como a forza de inserción e eliminación de Micro USB normalmente require 5-30 N) para evitar a flexión do pin ou o desgaste da interface e para determinar se o conxunto está cualificado mediante curvas de forza.

Dispositivos que se poden levar como reloxos/auriculares

A montaxe de microengrenaxes e baterías require un control de forza en milinewtons (mN) para evitar a deformación dos compoñentes de precisión; Ao apertar os parafusos de conexión entre a correa do reloxo e a caixa do reloxo, utilízase unha retroalimentación de forza para evitar que se deslice ou se rompa.

Robot cirúrxico mínimamente invasivo

Na cirurxía laparoscópica, cando os instrumentos (como pinzas, tesoiras) entran en contacto co tecido, a forza de suxeición (xeralmente<1N) is adjusted in real time through force feedback to avoid damaging blood vessels or organs; During orthopedic surgery, pressure should be controlled to prevent bone fractures during bone drilling or screw implantation.

Desenvolvemento de fármacos e experimentos biolóxicos

No funcionamento do chip microfluídico, controle a forza de inxección ou extracción de líquidos traza (nivel μ L) para evitar a ruptura da canle de chip; No cultivo celular, a captura e presión das células (como os experimentos de mecánica celular asistidos por microscopía de forza atómica) requiren o control da forza dos nanonewtons (nN) para evitar a morte celular.

Equipos de rehabilitación

O módulo de adestramento das extremidades do robot de rehabilitación detecta o estado da forza do paciente mediante a retroalimentación da forza, axusta a forza auxiliar en tempo real e evita o dano muscular causado pola tracción excesiva.

Ensaios de mecánica de materiais

Cando se realizan probas de tracción e flexión en materiais como chapas metálicas, películas plásticas e fibras, a velocidade e magnitude da forza de carga contrólanse con precisión (como axustable continuamente de 0,1 N a 100 N) para obter parámetros como o límite de fluencia e o módulo elástico do material.

Proba de vida do botón/interruptor

Simula a forza dos usuarios que presionan os botóns do teléfono, os teclados e os botóns do coche (normalmente 1-5N) e determina a durabilidade do produto mediante cambios nos valores de forza durante decenas de miles de ciclos de probas.

Probas de rendemento de selado

Realice probas de presión nos aneis de selado de vasos de auga e recipientes a presión, controle a forza de compresión e monitoree os cambios de forza para determinar se hai fugas (a diminución anormal da forza pode indicar un fallo do selado).

Equipos experimentais espaciais

control preciso das forzas que actúan sobre mostras experimentais (como o crecemento de cristais e a soldadura de materiais) en simulacións terrestres de naves espaciais ou ambientes de microgravidade, eliminando as interferencias gravitatorias.

Plataforma operativa de nivel nano

Nos instrumentos de microscopía con sonda de varrido (SPM) e nanoindentación, a forza de contacto entre a sonda e a superficie da mostra está controlada por un motor controlado por forza (ata μ N ou mesmo nivel nN), logrando a observación da morfoloxía da superficie a nivel atómico ou a proba de dureza do material.

Funcionamento asistido por robot

Cando se ensamblan instrumentos de precisión co efector final dun robot colaborativo (como unha pinza), conséguese un "control conforme" mediante a retroalimentación da forza para adaptarse ás pequenas desviacións de posición da peza e evitar colisións ríxidas.