На модерни индустриални производствени линии индустриалните роботи изпълняват задачи с висока повторяемост и строги изисквания за прецизност. Ключът към стабилната работа на тези 24-часови нон-стоп устройства се крие в прецизна механична трансмисионна система. Тази статия ще се задълбочи в основните технологии и практическите приложения на системите за предаване на индустриални роботи.
Характеристики и приложения на общите методи за предаване
Предавателната система на индустриалните роботи се състои от множество режими на предаване, всеки със своята уникална производителност и приложими сценарии.
Зъбното предаване е един от най-широко използваните методи за предаване. Той предава мощност чрез зацепването между зъбните колела с ефективност на предаване от над 98% и може да постигне високо-прецизен контрол на движението. В заваръчната станция в производството на автомобили, роботизираната ръка разчита на прецизно предаване на зъбни колела, за да изпълни заваръчните задачи с точност на повторяемост от ± 0,1 милиметра. Въпреки това, зъбното предаване изисква изключително висока точност на монтажа и прекомерните грешки при сглобяване могат да доведат до повишен работен шум и необичайно износване, което изисква професионални техници за монтаж и отстраняване на грешки.
Синхронните ремъци са най-разпространеният тип ремъчно задвижване, което обикновено се използва в сценарии, чувствителни към шум-и разходи-. Например, роботът за сортиране в производствената линия за опаковане на храни използва синхронно ремъчно задвижване, което може да осигури скорост на сортиране десетки пъти в минута и да контролира работния шум под 60 децибела. Съществуват обаче присъщи дефекти в ремъчната трансмисия, които могат лесно да причинят приплъзване, когато са претоварени или подложени на значителни удари при стартиране, ограничавайки приложението му в тежки-сценарии.
Верижното задвижване се превърна в предпочитан избор за-работи за работа с тежки условия поради отличния-капацитет на натоварване. При тежкотоварни-повишаващи кранове в логистични складове ролковата верижна трансмисия може лесно да предаде стотици нютон метри въртящ момент, постигайки вертикално повдигане на стоки с ниво на тон. Веригата обаче се нуждае от редовно смазване и поддръжка, в противен случай стъпката може да се удължи поради износване, което да повлияе на точността на предаване и дори да причини счупване.
Трансмисията с червячна предавка има уникални -самозаключващи се характеристики и обикновено се използва в ситуации, когато е необходимо поддържане на позицията. Например, въртящата се платформа на пръскащия робот приема червячна трансмисия, за да заключи автоматично позицията си в случай на прекъсване на захранването, предотвратявайки злополуки, причинени от случайно завъртане на пистолета за пръскане. Но неговата ефективност на предаване е сравнително ниска, обикновено около 70% -80%.
Съвместно проектиране на преносна система
Предавателната система на индустриален робот с шест оси е интеграция на множество технологии. Серво моторът осигурява мощност, редукторът е отговорен за намаляване на скоростта и увеличаване на въртящия момент, а компоненти като зъбни колела и съединители завършват предаването на мощността и преобразуването на движението.
Различните части избират различни схеми на предаване въз основа на характеристиките на натоварването: основата на робота обикновено използва RV редуктори, които имат компактна структура и могат да издържат до 1500N · m въртящ момент; Поради ограниченото пространство в областта на китката, обикновено се използват хармонични редуктори, които имат обем само една-трета от този на RV редуктори със същата спецификация, но могат да постигнат точност на позициониране от ± 15 дъгови минути; Крайният ефектор може да се задвижва от микросинхронен ремък, за да отговори на изискванията за гъвкаво и леко движение.
На конвейера за сглобяване на автомобили, дизайнът на трансмисионната система на определен модел робот е силно представителен: основата приема двойна структура на хлабина на зъбните колела, която елиминира луфта на зъбното колело чрез предварително затягане и постига нулево въртене на луфт; Горната част на ръката използва двойки сферични винтове и линейни водачи за постигане на позициониране на ниво милиметър за линейно движение; Хармоничният редуктор на ставата на китката, комбиниран с високо-прецизни лагери, може да постигне фина настройка от ± 0,02 градуса.
Балансиране на производителност и цена
Дизайнът на системите за предаване на промишлени роботи винаги балансира точност, продължителност на живота и цена. Грешката на предаване на високо-прецизните хармонични редуктори може да се контролира в рамките на 1 дъгова минута, но сложната гъвкава конструкция на колелото води до високи производствени разходи и изисква използването на специални материали от легирана стомана. В областта на производството на полупроводници годишните разходи за поддръжка на хармонични редуктори за роботи за обработка на пластини достигат до 300 000 юана, което представлява 40% от общите разходи за поддръжка на оборудването.
За общи промишлени приложения инженерите поставят по-голям акцент върху ефективността-на разходите. Чрез оптимизиране на процеса на термична обработка на зъбните колела, използване на високо-износоустойчиви материали и комбиниране с дълготрайна-смазваща грес, цикълът на поддръжка може да бъде удължен до над 3000 часа. Роботът за точково заваряване в определен цех за заваряване на автомобили е подобрен, за да постигне непрекъсната-работа без грешки в продължение на 20 000 часа, като ефективно намалява разходите за поддръжка при престой.
Правилната поддръжка и поддръжка са от решаващо значение за удължаване на живота на преносната система. Определена фабрика за преработка на храни стриктно прилага системата за смяна на смазочното масло на редуктора на всеки 2000 часа. Робот за палетизиране работи непрекъснато от 8 години и все още поддържа добра производителност, което е с 30% по-дълго от конвенционалния цикъл на поддръжка.
Тенденции в технологичното развитие
С развитието на индустриалната автоматизация механичните трансмисионни системи се развиват към интелигентност и интеграция. Интелигентният редуктор с вградени-сензори може да наблюдава температурата, вибрациите и други параметри в реално време и да качва данни в системата за управление чрез IoT технология, за да постигне предсказуема поддръжка. Прилагането на само-смазващи материали удължава интервала на поддръжка на трансмисионните компоненти до над 10 000 часа.
Интегрираният дизайн интегрира компоненти като двигатели, редуктори, енкодери и др. в един модул. Докато намалява обема на съвместния модул на определена марка колаборативен робот с 40%, той също така интегрира функция за обратна връзка на въртящия момент, което позволява по-безопасно сътрудничество между човек-машина. Прилагането на тези иновативни технологии движи развитието на индустриални системи за предаване на роботи към по-висока производителност и по-ниска цена.