Los requisitos que deben cumplir los motores para las articulaciones de los robots siempre han sido contradictorios: deben proporcionar un par suficiente, ser de tamaño reducido y ligeros, y además caber en un espacio de montaje que ya de por sí es limitado. La idea tradicional de los motores radiales consiste en alargar el motor para aumentar el par mediante el aumento de la longitud axial. Sin embargo, cuando el espacio axial de la articulación queda ocupado por componentes como el reductor, el codificador y los rodamientos, esta vía llega a su fin.
Motor de flujo axial de Jiuju Robotic
La solución para los motores de flujo magnético axial es diferente. Su par de salida depende más del radio del rotor que de la longitud axial. El par es igual a la fuerza multiplicada por el radio, por lo que, en situaciones en las que el diámetro es adecuado pero la longitud axial está limitada, una vía más directa consiste en distribuir la zona de acción electromagnética a un radio mayor. La estructura en forma de disco permite que el motor, al tiempo que se reduce su grosor, mantenga una alta densidad de par, que es precisamente la forma que necesitan las articulaciones de las extremidades inferiores y la cintura de los robots humanoides.
Desglose del motor de flujo axial de Jiuju Axial Flux Motor Exploded View
Sin embargo, las particularidades de las articulaciones robóticas no se limitan a sus dimensiones. Los motores de las articulaciones plantean requisitos muy exigentes en cuanto a velocidad de respuesta, fluctuaciones de par, aumento de temperatura y fiabilidad. Aunque los motores de flujo magnético axial presentan ventajas estructurales, también se enfrentan a problemas como la dificultad para disipar el calor, el elevado coste de los materiales y la dificultad para garantizar la uniformidad en la producción en serie. En particular, en la estructura tipo «sándwich» con dos rotores que encierran el estator, este queda atrapado en el centro, lo que dificulta la disipación del calor; además, el funcionamiento prolongado bajo cargas elevadas puede afectar fácilmente al rendimiento de los imanes permanentes.
Motor de flujo axial de Jiuju para articulaciones (Jiuju Joint Axial Flux Motor)
En su experiencia en el montaje de motores para robots de servicio y drones, Jiuju ha observado que la dificultad de este tipo de motores no suele residir en el diseño, sino en cómo llevar a cabo ese diseño de forma estable. La prevención de errores de polaridad en el montaje de los imanes, el control de la coaxialidad en el montaje conjunto del estator y el rotor, y la garantía de la uniformidad del entrehierro son aspectos en los que la precisión debe garantizarse mediante equipos y procesos, y no mediante el trabajo manual. La solución de montaje de Jiuju integra estos procesos en un flujo de trabajo automatizado en línea, complementado con controles de calidad durante el proceso, lo que reduce el impacto de las variaciones humanas en la uniformidad del resultado. Aunque los motores de flujo magnético axial no son adecuados para todas las articulaciones de los robots, constituyen una opción que merece ser tenida muy en cuenta en aquellas posiciones con espacio axial limitado y que exigen una alta densidad de par.
Preguntas frecuentes sobre la automatización de motores eléctricos
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En el área de expedición, a las puertas del taller, reina la actividad. Tras varias rondas de puesta a punto de la máquina completa, validación de producción simulada e inspección de calidad de fábrica, una línea de montaje automatizado de motores de corriente continua de Jiuju ha completado todo el proceso de salida y ha sido cargada en el camión a tiempo; pronto partirá hacia la base de producción del cliente para apoyar el avance del proyecto conforme al plan.
La arquitectura multipolar genera una onda fundamental de alta frecuencia; a decenas de miles de revoluciones, la frecuencia fundamental puede alcanzar varios kilohercios. Con los IGBT tradicionales las pérdidas de conmutación se disparan y el calentamiento es severo: la capacidad de conmutación a nivel de megahercio de los MOSFET de carburo de silicio es el compañero idóneo para los motores de flujo axial multipolares de alta frecuencia.
El entrehierro se reduce a nivel milimétrico y, en funcionamiento, el interior del motor pasa de temperatura ambiente a más de cien grados; la carcasa de aluminio, el eje de acero, el hilo de cobre y los imanes tienen coeficientes de dilatación distintos, por lo que la deformación axial puede ampliar el entrehierro o comprimir el estátor.
La arquitectura multipolar genera una onda fundamental de alta frecuencia; a decenas de miles de revoluciones, la frecuencia fundamental puede alcanzar varios kilohercios. Con los IGBT tradicionales las pérdidas de conmutación se disparan y el calentamiento es severo: la capacidad de conmutación a nivel de megahercio de los MOSFET de carburo de silicio es el compañero idóneo para los motores de flujo axial multipolares de alta frecuencia.
Jiuju Automation ofrece líneas de montaje automático de motores de flujo magnético axial de alta precisión, que abarcan procesos como el bobinado del estator, el montaje de imanes, el equilibrado del rotor y las pruebas del producto final. Son adecuadas para los sectores de los drones, los vehículos eléctricos y los accionamientos industriales, y cuentan con más de 256 patentes y la certificación ISO 9001...
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