Harmonic Drive vs Planetary Gearbox: A megfelelő robotcsukló-reduktor kiválasztása

Amikor egy együttműködő robot csuklóízülete 0,08 mm-rel elsodródik 1,5 kg-os terhelés alatt, a meghibásodott alkatrész ritkán a szervomotor. Ez a reduktor. A robotizált csuklós alkalmazásokban a harmonikus hajtás kontra bolygókerekes sebességváltó döntés határozza meg a helyzetpontosságot, a nyomatéksűrűséget, a megfelelőséget és a költségeket, mint bármely más részegység. A valódi kérdés nem az, hogy melyik technológia jobb absztrakt módon, hanem az, hogy melyik illeszkedik az ízület mozgási profiljához.

Ez az útmutató a két technológiát mérhető paraméterek segítségével hasonlítja össze: holtjáték, torziós merevség, nyomatéksűrűség, sebességképesség és élettartam. Ez egy gyakorlati kiválasztási kerettel zárul, amelyet a tervezőmérnök alkalmazhat a rendelés leadása előtt.

Harmonikus Drive vs Bolygós Gearbox: Kezdje a holtjátékkal és a nyomatéksűrűséggel

A robotcsuklókhoz a harmonikus hajtás kisebb holtjátékot és nagyobb nyomatéksűrűséget biztosít, míg a bolygókerekes hajtómű nagyobb merevséget és jobb newtonméterenkénti költséget biztosít.

A holtjáték a kimenet szabad szögelmozdulása, amikor a bemenetet tartják. A robotcsuklóban holtzónaként jelenik meg a vezérlési reakcióban, és pozícióhibaként, amikor az irány megfordul. A harmonikus hajtás hullámgenerátorral deformálja a flexspline-t, így két hálózóna jön létre szinte hézag nélkül. Egy tipikus harmonikus hajtás eléri az 1 ívperc vagy annál nagyobb holtjátékot, és sok modell 0,5 ívpercet ér el. A szabványos bolygókerekes hajtóművek belső hézaggal rendelkeznek a napkerék és a bolygókerekek között, így a holtjáték általában 3 és 15 ívperc közé esik; A precíziós bolygóegységek magasabb áron érik el az 1-3 ívpercet.

A nyomatéksűrűség, vagyis a külső átmérő egységére eső névleges nyomaték a második döntő szám. A harmonikus hajtás flexspline egy nagy átmérőjű kör alakú spirál köré teker, így ugyanaz a csomagméret nagyjából kétszer-háromszor akkora nyomatékot ad le, mint egy hasonló bolygókerekes hajtómű. A robotcsuklónál ez kisebb és könnyebb csuklót jelent, ugyanolyan teherbírással. A bolygókerekes hajtóműveknek több radiális térre van szükségük a bolygókerekes fogaskerekek számára, ami nehezebbé teszi ugyanazt a nyomatékot.

Ha a követelmény a precíziós tartás, a harmonikus reduktor mély merülési útmutató részletesebben kitér a nullához közeli holtjáték szabályozási vonatkozásaira.

BSHF sorozatú rugalmas fogaskerekes reduktor üreges tengellyel Ez a harmonikus reduktor közel nulla holtjátékot és nagy merevséget kínál, így ideális a precíziós tartási alkalmazásokhoz. Kompakt, üreges tengelyű kialakítása illeszkedik a korlátozott helyigényű robotcsuklókhoz, és az alacsony torziós merevség befolyásolja a vezérlő hangolását. Termék megtekintése →

Merevség és rezonancia: Miért változtatja meg a harmonikus meghajtó a teljes vezérlőhurkot?

A harmonikus hajtás kisebb torziós merevséggel rendelkezik, mint a bolygókerekes sebességváltóé, de szinte nincs holtjátéka, és ez a csere megváltoztatja a vezérlő reakcióját.

A torziós merevség a terhelés alatti szögelhajlással szembeni ellenállás. A bolygókerekes hajtómű, amelyben több bolygókerekes fogaskerekek gördülő érintkezésben vannak, merev; egy kis egység ívpercenként 5-10 Nm-t mutathat. A harmonikus hajtás lágyabb, mert a flexspline hajlításra van kialakítva. Az alacsonyabb merevség a nulla holtjáték-résszel kombinálva kiszámíthatóbbá teszi a pozícióhurkot, de csökkenti a torziós rezonancia frekvenciáját.

Ha a robot kis sebességgel, kis hasznos teher mellett pont-pont pozicionálást hajt végre, a harmonikus hajtás nyer. Ha a csuklónak el kell utasítania a külső erőket, vagy nagy gyorsulást kell kezelnie, a merevebb bolygókerekes hajtómű könnyebben stabilizálható, mert a vezérlőkör nagyobb sávszélességen tud működni izgalmas szerkezeti módok nélkül.

Amikor a bolygókerekes sebességváltó a megfelelő hívás: költség, munkaciklus és ütési terhelés

A bolygókerekes sebességváltó a megfelelő választás olyan robotcsuklókhoz, amelyeknek 4000 ford./percnél nagyobb bemeneti fordulatszámra van szükségük, túl kell viselniük a sokkoló terhelést, vagy szűkös költségvetésen belül kell maradniuk.

A bolygókerekes sebességváltók elterjedtek a robotikában, mert hatékonyak, 90-97%-os fokozatonként, robusztusak és megfizethetőek. 5000-10000 ford./perc bemeneti fordulatszámon működnek, míg a harmonikus hajtás általában 3000-4000 ford./percre van korlátozva, mert a flexspline gyorsabban fárad ki nagy sebességnél. A bolygókerekek megosztják a terhelést több érintkezési pont között, így az ütközési erők megoszlanak. A harmonikus hajtás vékony hajlékony vonala tartósan deformálódhat túlzott nyomaték csúcs vagy ütközés hatására. A költség egy harmadik tényező: egy azonos méretű bolygókerekes hajtómű általában 30-50 százalékkal olcsóbb, mint egy harmonikus hajtás. Hat-hét csuklós robotnál ez a különbség jelentős.

AHL sorozatú spirális bolygócsökkentő szervomotorokhoz Ez a spirális bolygókerekes hajtómű egyenletes, alacsony zajszintű működést és nagy nyomatékkapacitást biztosít. Beépített csapágyai és karbantartást nem igénylő zsírja csökkenti az állásidőt, így költséghatékony választás az ipari robotok váll- és könyöktengelyeihez. Termék megtekintése →

Hogyan illesztjük a reduktort egy robotcsuklóhoz: Gyakorlati kiválasztási keret

Válassza ki a reduktort úgy, hogy a helyzetpontosság követelményével kezdje, majd ellenőrizze a folyamatos nyomatékot és fordulatszámot, végül pedig hasonlítsa össze a költségeket és az élettartamot.

A csukló valós igényeinek megfelelő átdolgozása megelőzi a leggyakoribb hibát, amely a nyomaték szempontjából túlméretezett, de a pontosság szempontjából alulméretezett szűkítő rendelése.

1. Határozza meg a kívánt ismételhetőséget a végeffektornál, például plusz/mínusz 0,05 mm.
2. A karszegmens hosszával konvertálja át ezt a szögfelbontásra az ízületnél.
3. Számítsa ki a folyamatos nyomatékot a motor RMS terheléséből és a csúcsnyomatékot a gyorsulási profilból.
4. Adja meg a maximális bemeneti sebességet, mert a harmonikus hajtás névleges fordulatszáma kisebb, mint egy bolygóművé.
5. Ellenőrizze a torziós merevséget a vezérlő sávszélességéhez képest.
6. Hasonlítsa össze a teljes birtoklási költséget, beleértve a pótalkatrészeket és a várható élettartamot.

A BEITTO tapasztalata a harmonikus és a bolygóhajtási utakkal egyaránt

A BEITTO bolygókerekes, flexibilis fogaskerekes és több kimenetű szűkítőket gyárt, így a raktáron lévő termékcsaládokból robotcsukló is megadható, ahelyett, hogy egyetlen technológiába rögzítenék.

A Zhejiang Beitto Transmission Technology Co., Ltd. (BEITTO) 18-as sorozatú, nagy pontosságú bolygókerekes reduktorokat, a BSHF, BCSF és BCSG sorozatú rugalmas fogaskerekes reduktorokat, valamint egy TD sorozatot gyárt az egybemenetes, többkimenetes átvitelhez. A cég 12 000 négyzetméteres gyárat üzemeltet több mint 90 alkalmazottal és több mint 20 éves sebességváltó-ipari tapasztalattal. A BEITTO gyártópadlója a japán precíziós gyártási módszereket és a szigorú minőség-ellenőrzést követi, ami számít, ha egy csuklónak a névleges nyomatékot hosszú élettartamon át kell tartania.

A robotcsukló rugalmassága és teherbírása érdekében a TDCR sorozat kompakt, több kimenetes konfigurációt biztosít. A A TDCR sorozatot úgy tervezték, hogy javítsa a robotcsuklók rugalmasságát és teherbírása alacsony holtjáték fenntartása mellett.

TD-CR sorozatú üreges tengelyű spirális kúp szűkítő Az üreges tengely kimenetével és az alacsony holtjátékával ez a kúpkerék-csökkentő növeli a robotcsukló rugalmasságát és terhelhetőségét. Karbantartásmentes kialakítása és rugalmas rögzítése leegyszerűsíti az integrációt, kiegészítve a többtengelyes rendszerek harmonikus hajtásait. Termék megtekintése →

GYIK: Harmonic Drive vs Planetary Gearbox robotcsuklókhoz

Melyik reduktornak van kisebb holtjátéka egy robotcsuklóhoz?

A harmonikus hajtás kisebb holtjátékkal rendelkezik, általában 1 ívperc vagy jobb. A precíziós bolygókerekes hajtómű eléri az 1-3 ívpercet, de egy szabványos bolygóegység általában 3 és 15 ívperc közé esik.

Kiválthatja a bolygókerekes hajtómű a harmonikus hajtást egy robot csuklójában?

Lehet, de a csuklónak nagyobb holtjátéka és kisebb nyomatéksűrűsége lesz azonos keretméretnél. A bolygókerekes hajtómű gyorsabban fog futni és jobban bírja a lökésterhelést is, ami a markolótengelyes csuklónál előnyt jelenthet.

Mi a legnagyobb kockázat a robotcsukló reduktorának kiválasztásakor?

A legnagyobb kockázat csak a névleges nyomaték alapján történő választás. Sok mérnök elfelejti ellenőrizni a torziós merevséget, a bemeneti sebességet és a csukló tényleges megismételhetőségét. A túl lágy reduktor oszcillációt okozhat, a túl lassú pedig a motor maximális fordulatszámához képest lerövidíti az élettartamát.

Hogyan számíthatom ki a sebességváltó méretét egy robotcsuklóhoz?

Kezdje a csuklónál a folyamatos nyomatékkal, szorozza meg egy 2-3-as csúcstényezővel a gyorsításhoz, majd erősítse meg a szükséges bemeneti fordulatszámot. Ha a csukló precíziós tartást igényel, ellenőrizze a holtjátékot és a merevséget is a helyzetszabályozó hurokkal szemben.