步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。每输入一个脉冲,电机就转动一个固定的角度(即步距角),从而实现精确的定位控制。
步进电机广泛应用于分拣系统的各个环节,以下是一些典型场景:
功能:每个小车上都有一个由独立电机驱动的输送带。
步进电机的角色:通常使用步进电机来精确控制每个小车上输送带的运行。当小车运行到指定的分拣口时,步进电机接收指令,精准地驱动输送带正向或反向转动一小段距离,将包裹平稳、准确地抛投到对应的分拣滑槽中。
优势:控制精准,确保包裹不会因速度过快或过慢而掉落或卡住。
功能:通过控制一排倾斜角可变的滚轮或万向球的旋转方向,来改变货物在传送带上的行走路径。
步进电机的角色:每个摆轮或万向球组由一个步进电机控制。系统根据扫描到的货物信息,向对应的步进电机发送脉冲信号,使其旋转特定角度,从而将滚轮调整到左转、右转或直行的模式,引导货物进入正确的分拣道口。
优势:响应速度快,角度控制精确,可以实现灵活、多方向的分拣。
功能:通过一个直线运动的推杆,将传送带上的货物横向推出。
步进电机的角色:通常与丝杠或同步带等机构结合,将步进电机的旋转运动转换为推杆的直线运动。步进电机精确控制推杆的伸出长度和速度,确保既能有效推走货物,又不会过度冲击造成货物损坏。
优势:控制简单,推力大,适合分拣中等重量、包装规则的箱体。
功能:在传送带的关键节点安装可以升降或摆动的挡板,用以阻挡或引导货物。
步进电机的角色:驱动挡板执行动作。例如,通过步进电机旋转一定角度,带动连杆机构使挡板升起(阻挡)或落下(放行)。
优势:动作准确可靠,可以精确控制挡板的动作时机和位置。
功能:在分拣前,需要将杂乱到来的货物进行间距调整,使其以固定的间隔进入分拣主机,避免碰撞。
步进电机的角色:控制供包台的传送带进行间歇性启停或变速运行,根据扫描信息动态调整每个货物之间的间距。
优势:实现动态间距控制,为后续高速准确分拣做好准备。
在选择用于分拣的步进电机时,需要考虑以下因素:
在高端、高速、重载的分拣应用中,伺服电机也是常见选择。
| 特性 | 步进电机 | 伺服电机 |
|---|---|---|
| 控制精度 | 高(开环控制,但可能存在失步) | 极高(闭环控制,绝对精准) |
| 高速性能 | 相对较差,高速时扭矩下降快 | 优秀,能提供恒转矩 |
| 过载能力 | 差,失步会导致定位错误 | 强,能短时承受数倍过载 |
| 成本 | 较低 | 较高 |
| 复杂性 | 简单,开环控制,调试简单 | 复杂,需要编码器闭环,调试复杂 |
| 适用场景 | 中低速、中轻负载、成本敏感的分拣场景 | 高速、重载、高精度要求的分拣场景 |