Движение промышленных роботов требует не только надежных приводных устройств, но и эффективных трансмиссий для достижения точного управления. Эти две части являются важными частями промышленных роботов, помимо механического корпуса. В этой статье будут представлены приводные устройства и трансмиссионные устройства промышленных роботов, которые помогут вам глубже понять эти ключевые компоненты.
приводное устройство
Приводное устройство является источником энергии руки промышленного робота, который позволяет различным частям руки (включая тело, руку, запястье и кисть) двигаться. Промышленные роботы обычно используют три основных типа привода: гидравлический, пневматический и электрический привод. Электрический привод в настоящее время является наиболее часто используемым методом для промышленных роботов, причем наиболее распространенным выбором являются серводвигатели переменного тока. Компоновка приводного устройства обычно представляет собой один сустав, соответствующий одному водителю, что помогает добиться точного управления и эффективного движения.
В настоящее время, за исключением нескольких роботов с низкой точностью движения, большими нагрузками или требованиями-взрывозащищенности, в которых используются гидравлические и пневматические приводы, большинство промышленных роботов используют электрические приводы, среди которых наиболее широко используются серводвигатели переменного тока, а в компоновке привода обычно используется одно соединение, один привод.
Блок трансмиссии
Блок передачи является вспомогательным компонентом приводного устройства, отвечающим за передачу движения приводного устройства различным частям роботизированной руки, чтобы гарантировать, что концевой эффектор может точно достичь желаемого положения и положения.
Промышленные роботы обычно используют редукторы в качестве механических трансмиссий, к которым предъявляются особые требования по сравнению с обычными редукторами. Шарнирный редуктор роботов должен иметь некоторые характеристики, такие как короткая передаточная цепь, небольшой размер, высокая мощность, легкий вес и простота управления. Эти функции помогают роботам эффективно управлять движением.
принцип работы
Когда генератор волн установлен в гибком колесе, он заставляет профиль гибкого колеса изменяться с круглого на эллиптический. Зубья возле конца длинной оси полностью входят в зацепление с зубьями жесткого колеса (обычно около 30% зубьев находятся в состоянии зацепления), тогда как зубья возле конца короткой оси полностью выходят из зацепления с жестким колесом. Зубы на других участках окружности находятся в переходном состоянии зацепления и разъединения. Когда генератор волн вращается непрерывно в определенном направлении, деформация гибкого колеса постоянно меняется, в результате чего состояние зацепления между гибким колесом и жестким колесом чередуется между зацеплением, зацеплением, расцеплением и повторным зацеплением... Этот процесс повторяется, и количество внешних зубьев гибкого колеса меньше количества внутренних зубьев жесткого колеса, таким образом достигается медленное вращение гибкого колеса относительно жесткого колеса в противоположном направлении генератора.
Это устройство обеспечивает управление движением робота за счет изменения формы гибкого колеса и взаимодействия между зубами и жестким колесом для достижения вращения. Этот процесс повторяется непрерывно для создания необходимого механического движения.
особенность
(1) Простая конструкция, небольшой размер и легкий вес. По сравнению с обычными редукторами с сопоставимыми передаточными числами объем и вес уменьшаются примерно на 1/3 и более.
(2) Диапазон передаточных чисел большой. Передаточное число одноступенчатого редуктора гармоник составляет 50–300, предпочтительное значение – 75–250; Передаточное отношение биполярного редуктора гармоник составляет от 3000 до 60000.
(3) Одновременное зацепление с несколькими зубьями, высокая точность передачи и большая несущая способность-.
(4) Плавное движение, отсутствие ударов и низкий уровень шума. Зацепление и расцепление между шестернями гармонического редуктора постепенно входят и выходят между жесткими зубьями по мере деформации гибкого колеса. В процессе зацепления зубья соприкасаются друг с другом, а скорость скольжения небольшая без резких изменений.
(5) Высокая эффективность трансмиссии, позволяющая достигать высокой-скорости движения.
(6) Можно добиться дифференциальной передачи. Предположим, что генератор волн и жесткое колесо являются приводными, а гибкое колесо — приводным. В этом случае может быть сформирован механизм дифференциальной передачи для достижения перехода между быстрыми и медленными условиями работы.
2. Редуктор РВ
1) Структура
По сравнению с гармоническими редукторами, трансмиссия RV не только имеет более высокую усталостную прочность, жесткость и более длительный срок службы, но также имеет стабильную точность гистерезиса. В отличие от гармонического привода, по мере увеличения времени использования точность движения существенно снижается. Поэтому редукторы RV часто используются в высокоточных приводах роботов-, и существует тенденция постепенной замены гармонических редукторов. Принципиальная схема конструкции редуктора RV показана на рисунке ниже и в основном состоит из таких компонентов, как солнечная шестерня (центральное колесо), планетарная шестерня, вращающийся рычаг (кривошипный вал), подшипник вращающегося рычага, циклоидальная шестерня (шестерня RV), игольчатые зубья, жесткий диск и выходной диск.
2) Принцип работы
① Первая ступень замедления: сначала вращательное движение двигателя передается на две эвольвентные планетарные передачи через вал-шестерню или солнечную шестерню. Этот процесс подобен передаче большой шестерни мощности двум маленьким шестерням, достигающим первой стадии замедления.
② Второй этап замедления: затем планетарные шестерни начинают вращаться и приводят в движение циклоидальные шестерни на 180 градусов друг от друга через коленчатый вал. Это как бы пара симметричных циклоидных шестерен, взаимодействующих друг с другом, одна начинает вращаться вокруг другой, завершая таким образом второй этап торможения.
③ Вращательное движение: во время этого процесса циклоидная шестерня будет подвергаться воздействию силы фиксированных игольчатых зубьев на корпусе игольчатых зубьев во время своего вращения. Эта сила заставит циклоидное колесо совершать вращательное движение, противоположное его орбитальному направлению, как и вращение.
④ Выходной механизм: Наконец, вращение циклоидальной шестерни передается с постоянной скоростью на жесткий диск и выходной диск через два коленчатых вала. Это формирует выходной механизм равной угловой скорости параллелограмма, передающий движение другим частям робота.
Устройство передачи RV преобразует вращательное движение электродвигателя в сложное движение, необходимое роботу посредством этих сложных взаимодействий, тем самым обеспечивая эффективное замедление и точное управление.
3) Характеристики
(1) Диапазон передаточных чисел широк, а эффективность передачи высока.
(2) Жесткость на кручение высока, намного больше, чем у выходного механизма типичного циклоидального вертушечного редуктора.
(3) При номинальном крутящем моменте упругий гистерезис невелик.
(4) При передаче одного и того же крутящего момента и мощности редукторы RV имеют меньшие размеры по сравнению с другими редукторами.
Понимать приводные устройства и трансмиссионные устройства промышленных роботов.
Движение промышленных роботов требует не только надежных приводных устройств, но и эффективных трансмиссий для достижения точного управления. В этой статье будут представлены приводные устройства и трансмиссионные устройства промышленных роботов, которые помогут вам глубже понять эти ключевые компоненты.
Приводное устройство и трансмиссия промышленных роботов являются ключевыми компонентами для достижения эффективного и точного движения, а их выбор и конфигурация играют важную роль в производительности и применении роботов. Для разных промышленных роботов подходят разные типы привода и методы передачи. Выбор подходящих компонентов с учетом конкретных потребностей поможет повысить эффективность и точность работы робота.