Промышленные роботы — это сияющая жемчужина современной индустриальной эпохи, они освещают эффективный путь современного производства на предприятии и постоянно способствуют снижению затрат и повышению эффективности промышленного производственного процесса. Что наделяет промышленных роботов сверхчеловеческими способностями и поддерживает их эффективную работу? Это сложная система, требующая многоуровневой расшифровки.
Сегодня давайте рассмотрим один из основных компонентов промышленных роботов: редуктор гармоник. Редукторы гармоник играют роль, аналогичную системе суставов человека, и являются основными компонентами для достижения эффективного движения и точного управления промышленными роботами. Гармонический редуктор — это общий термин для обозначения гармонической зубчатой передачи. Устройства гармонической зубчатой передачи на самом деле могут использоваться как для замедления, так и для ускорения, но из-за большого передаточного отношения (обычно 50-160) они часто используются для замедления в промышленных роботах, станках с ЧПУ и других электромеханических изделиях и обычно называются гармоническими редукторами.
В строении человеческого тела суставная система — это часть, которая соединяет кости, позволяя человеку выполнять различные гибкие движения и действия. Суставная система может вращать и перемещать кости под действием мышц, позволяя человеческому телу выполнять сложные движения, такие как ходьба, бег, поднятие тяжестей и т. д. Суставная система играет роль в передаче и замедлении во время движения человека, позволяя человеческому телу эффективно выполнять различные задачи.
Аналогично, редукторы гармоник играют аналогичную роль в промышленных роботах. Это эквивалент «суставной системы» робота, соединяющей различные компоненты робота, позволяющей роботу выполнять движения и действия с высокой точностью и эффективностью. Гармонические редукторы обеспечивают точную передачу замедления, точно так же, как суставная система человека обеспечивает вращение и движение костей, позволяя промышленным роботам точно позиционировать, собирать и эффективно перемещаться. Компактная конструкция и способность гармонических редукторов передавать высокий крутящий момент, а также гибкость и прочность суставной системы человека позволяют роботам адаптироваться к различным рабочим условиям и выполнять различные задачи.
Редуктор гармоник в основном состоит из трех основных компонентов: жесткого колеса, гибкого колеса и генератора гармоник. Один из жесткого колеса, гибкого колеса и генератора гармоник может быть зафиксирован произвольно, в то время как два других компонента могут быть подключены к входу (активному), а другой может использоваться как выход (пассивный) для достижения замедления или ускорения.
1. Круглая шлица: гладкий металлический диск с фиксированным количеством зубьев. Жесткое колесо обычно находится в зацеплении с внешними зубьями гибкой шестерни, которая играет роль в передаче крутящего момента и увеличении выходной жесткости редуктора.
2. FlexSpline: Гибкие шестерни являются одним из основных компонентов гармонических редукторов, изготовленных из мягкого металла или эластичных материалов. Обычно это гофрированная шестерня без фиксированного количества зубьев. Гибкие шестерни могут подвергаться упругой деформации под действием силы, используемой для передачи крутящего момента и достижения замедления.
3. Генератор волн: ключевой компонент, генерирующий деформацию в редукторах гармоник. Он состоит из одного или нескольких эксцентриковых валов, кулачков и роликов. При вращении входного вала кулачок и ролики генератора гармоник подвергаются периодической деформации, в результате чего рябь на гибкой шестерне скручивается и деформируется.
Как комбинация этих трех основных компонентов обеспечивает регулируемую скорость? Когда дело доходит до конструкции и принципа работы гармонических редукторов, мы можем использовать развлекательное оборудование на качелях в качестве наглядного примера для объяснения.
Представьте, что вы играете на качелях в парке. Качели состоят из двух досок: на одной есть сиденье, на котором можно сидеть, а на другой — сиденье, на котором может сидеть друг. Ваша цель — передавать друг другу силу через качели, позволяя друг другу подниматься или опускаться.
1. Гибкие шестерни подобны качелям. В гармонических редукторах гибкие шестерни действуют как качели. Он сделан из мягких материалов, как доска на качелях. Гибкие шестерни соединены с входным и выходным валами и передают мощность входного вала на выходной вал.
2. Жесткое колесо похоже на вашего друга. В гармоническом редукторе жесткое колесо похоже на вашего друга, сидящего на другой доске. Жесткое колесо представляет собой металлический элемент-формы диска с фиксированным количеством зубьев. Он входит в зацепление с внешними зубьями гибкого механизма, точно так же, как вы и ваши друзья сидите на двух концах качелей.
3. Генератор гармоник подобен вашему действию: Генератор гармоник подобен вашему действию на качелях. Когда вы и ваш друг поочередно перемещаетесь вверх и вниз, качели подвергаются периодической деформации, аналогичной деформации, вызываемой кулачком и роликом генератора гармоник.
Используя генератор гармоник, вызывающий периодическую деформацию гибкого колеса, форма гибкого колеса периодически меняется и входит в зацепление с внутренними зубьями жесткого колеса. Таким образом, ваши действия на качелях (деформация генератора гармоник) будут передаваться другой стороне (гибкой шестерне), тем самым достигается баланс и передача мощности качелей, подобно тому, как гармонический редуктор достигает замедления и передачи крутящего момента от входного вала к выходному валу.
В гармонических редукторах деформация, создаваемая генератором гармоник, также приводит к периодическому изменению формы гибкой шестерни и ее зацеплению с внутренними зубьями жесткого колеса. Таким образом, вращательное движение входного вала (например, скорость двигателя) будет передаваться на гибкую шестерню, а зацепление между гибкой шестерней и жестким колесом обеспечивает замедление и передачу крутящего момента выходного вала. Этот процесс деформации и объединения обеспечивает передачу и смещение силы точно так же, как действия вас и ваших друзей на качелях обеспечивают передачу и смещение силы.
Принцип переменной скорости гармонического редуктора заключается в периодической деформации, создаваемой генератором гармоник, которая изменяет форму гибкой шестерни, тем самым обеспечивая передачу крутящего момента и эффект переменной скорости от входного вала к выходному валу.
Роль редукторов гармоник в промышленных роботах нельзя недооценивать, поскольку они играют важную роль в промышленных роботах.
1. Точная передача замедления
Промышленным роботам требуется высокая-точность управления движением и положением для выполнения точных рабочих задач. Гармонические редукторы имеют высокоточные-характеристики передачи и могут обеспечивать точные передаточные числа, делая движения робота более плавными и точными.
2. Возможность передачи высокого крутящего момента.
Промышленным роботам обычно приходится выдерживать большие нагрузки и крутящие моменты. Редукторы Harmonic могут обеспечить передачу высокого крутящего момента при относительно небольшом объеме и весе, что дает роботам достаточную мощность для выполнения различных задач.
3. Компактная структура
Промышленные роботы обычно имеют ограниченное пространство и требуют компактных передающих устройств. Компактная конструкция редукторов гармоник занимает меньше места, обеспечивая большую гибкость и степень свободы при проектировании промышленных роботов.