Harmonic Drive vs Planetary Gearbox: Melyik nyeri a SCARA robotkar csuklóit?

A kompakt SCARA robotkar, amely a hét minden napján, 0,4 s ciklusidővel 24/7 felszedést és elhelyezést végez, 2 kg hasznos teherrel és 3000 órányi folyamatos működéssel, üzleti szempontból kritikussá teszi a reduktorral kapcsolatos döntést. A váll tengelyénél, ahol a kar tömege és a hasznos teher együttesen hozza létre a legnagyobb nyomatékot, a harmonikus hajtás vs bolygókerekes sebességváltó A választás meghatározza az ismételhetőséget, a karbantartási intervallumokat és a tengelyenkénti összköltséget.

Amit egy SCARA együttes megkövetel egy reduktortól

A SCARA csukló szűk működési kerettel rendelkezik, de szűkös a tűrési költségvetése. A harmonikus és bolygószerkezetek összehasonlítása előtt határozza meg a három nem megtárgyalható követelményt: a pozicionálás ismételhetőségét, a nyomatéki merevséget és a pillanatnyi nyomaték csúcsát.

• Holtjáték: 0,1-0,3 ívperc a könyök- és csuklótengelynél, 0,5-1 ívperc a vállnál.
• Merevség: a torziós merevségnek ellenállnia kell a karhosszra felerősített rezgésmódoknak.
• Tehetetlenségi arány: a reduktor rotor tehetetlensége és a visszavert kar tehetetlensége befolyásolja a szervo hangolását.
• Üzemi ciklus: a legtöbb SCARA csukló évente 1-2 millió ciklust hajt végre karbantartási ablakok nélkül.

Harmonikus meghajtó vs Planetáris sebességváltó: Ahol a Harmonic győz

A könyök- és csuklótengelyeknél a harmonikus hajtás biztosítja az elérhető legkisebb holtjátékot egy egyfokozatú egységben. A rugalmas külső bordás vagy flexspline deformálódik, hogy fenntartsa a kapcsolatot a kör alakú bordával, így közel nulla holtjátékot biztosít előfeszítő rendszer nélkül.

BSHF sorozatú rugalmas fogaskerék-csökkentő kis holtjátékhoz A nagy üreges tengellyel és kompakt testtel kialakított reduktor nagy nyomatékot és merevséget kínál, miközben minimálisra csökkenti a súlyt, így ideális könnyű robotkarokhoz és precíziós ízületekhez. Termék megtekintése →

A harmonikus meghajtók egyben a legkönnyebb módja annak, hogy kis borítékban nagy csökkentést érjünk el. Egyetlen fokozat 50:1 és 160:1 közötti arányt biztosít, ami kiküszöböli a másodlagos szíj vagy fogaskerék fokozatot. Egy 2 kg-os hasznos teher SCARA esetében a könyöktengely elhanyagolható lökésterhelést lát, így a flexspline kifáradási határa nem korlátozó tényező névleges terhelés mellett.

Ahol a harmonikus meghajtó küzd, az a válltengely egy 10 kg-os vagy nagyobb SCARA-ban. Az egyrészes flexspline és csapágy szerelvény ütéstűrése alacsonyabb, mint egy edzett bolygókerekes hajtómű. Az ütközésészlelésből vagy a nagy sebességű karvég-szerszámozásból származó terhelési kiugrások meghaladhatják a flexspline nyomatékkapacitását, és állandó beállítást okozhatnak.

Ahol a bolygóhajtóművek legyőzik a harmonikus meghajtókat

A bolygókerekes sebességváltók megnyerik a nagyobb SCARA robotok válltengelyét, mert osztott terhelésű fogaskerekes elrendezéssel kezelik a nagy nyomatékot és a lökésterhelést. Több bolygókerekes fogaskerék osztozik a terhelésen, így a csúcsnyomaték sok fog érintkezési pontja között oszlik el.

AHB bolygóműves reduktor alacsony holtjátékkal és nagy nyomatékkal Az edzett és köszörült csavarkerekes fogaskerekekkel ez a reduktor sima, csendes működést és nagy merevséget biztosít, így kiválóan alkalmas nagy terhelést és gyakori irányváltásokat viselő válltengelyekhez. Termék megtekintése →

Az AHB osztály precíziós bolygócsökkentői általában 1-3 ívperces holtjátékot kínálnak a szabványos precíziós változatokban és 0,5-1 ívperces holtjátékot előfeszített kimeneti csapágyazás esetén. Az edzés és a köszörülés révén a fogaskerék fogak oldalai ellenállnak a felületi lyukasztásnak még gyakori indítás-leállítás esetén is. Precíziós planetáris reduktorok robotcsuklókhoz rutinszerűen látni az ilyen feltételeket.

A modern bolygóegységek minimális előfeszítéses előfeszítése vagy csapágy-alátét megoldása 0,1 mm alá tudja hozni a kifutást. Ennek ellenére a belső oldalhézagok azt jelentik, hogy a kimeneten mért holtjáték szinte soha nem éri el a 0,5 ívperc értéket kifinomult fék vagy kettős meghajtású fokozat nélkül.

Közvetlen összehasonlítás: Harmonikus hajtás vs planetáris sebességváltó teljesítménye

Az alábbi táblázat összefoglalja a SCARA kötéskiválasztás legrelevánsabb mérőszámait.

Fontos szerkezeti különbség: a harmonikus hajtások a flexspline eltérítésre támaszkodnak a fogaskerék érintkezés létrehozásához, és a terhelést a kör alakú spline és a flexspline egyidejűleg hordozza. A bolygókerekes sebességváltók három vagy négy azonos bolygót használnak a terhelés elosztására, így a pillanatnyi túlterhelés megbocsátóbb.

Hatékonyság, bemelegítés és szervó interakció folyamatos üzemben

A harmonikus hajtások 60-75 százalékos hatásfokot biztosítanak 50:1 arány mellett, míg a bolygókerekes hajtóművek általában elérik a 90-95 százalékot azonos teljesítményarány mellett. A különbség hőtermelésként jelenik meg a folyamatos üzemű SCARA műveleteknél. A szervomotornak extra áramot kell szolgáltatnia, hogy leküzdje a harmonikus reduktor nagyobb üresjárati nyomatékát nyugalmi állapotban, ami befolyásolja a vezérlő erősítését, és termikus eltolódást okozhat egy kompakt karban.

A BEITTO márkanév alatt építő ZHEJIANG BEITTO TRANSMISSION TECHNOLOGY CO., LTD. többször is szemtanúja volt ennek a meghibásodási módnak a terepen: egy harmonikus hajtású könyök, amely egy két műszakos nap után elveszíti pozíciópontosságát, mert a szervo tekercselés hőmérséklete 15 Celsius-fokkal a névleges fölé emelkedik. A bolygócsökkentők egyszerűbb gördülőelem-veszteségükkel hűvösebbek maradnak ugyanazon munkaciklus mellett.

Döntési keretrendszer SCARA robotépítők számára

Válassza ki a szűkítő típusát egy ötlépéses értékelési folyamat végrehajtásával.

1. Határozza meg a közös ismételhetőségi költségvetést a SCARA termékspecifikációs lapjáról.
2. Számítsa ki a csúcs- és folyamatos nyomatékot a motorválasztás és a kar dinamikus modellje alapján.
3. Mérje meg a határmerevség követelményét a kar hosszához képest.
4. Igazítsa a redukciós arányt a szervomotor névleges fordulatszámához és nyomatékablakához.
5. Hasonlítsa össze az ütési terhelés besorolását a speciális karvégi szerszámokhoz és az ütközés elkerülési stratégiához.

Általános szabály a terepen: ha a válltengely forgatónyomatéka meghaladja a 40 Nm-t, és a robot nem szigorú tisztatéri alkalmazást futtat, akkor a bolygórendszer a biztonságosabb tervezési választás. Az 5 kg-os hasznos teherbírású SCARA osztályhoz a könyökön és a csuklón lévő harmonikus hajtások könnyebb, egyszerűbb kart kínálnak, kevesebb áttételi fokozattal.

TD-CR sorozatú spirális kúpfogaskerekes kommutátor üreges tengely kimenettel Ez a reduktor üreges tengelyes kialakítással rendelkezik a rugalmas elvezetés érdekében, és egyenletes, hatékony erőátvitelt biztosít alacsony holtjátékkal és nagy nyomatékkal, így támogatja a többtengelyes konfigurációkat kompakt rendszerekben. Termék megtekintése →

Számos kínai és európai integrátor gyárt hibrid SCARA architektúrákat: bolygócsökkentőt a vállon, két harmonikus meghajtót a könyökön és a csuklón. Ez a megközelítés csökkenti a kar súlyát, miközben megőrzi a forgatónyomaték-magasságot a vállnál. A TDCR sorozat egybemenetes többkimenetes reduktora többtengelyes modulokat is kiszolgálhat, csökkentve az alkatrészek számát egy kompakt robotkarban.

GYIK: Harmonic Drive vs Planetary Gearbox for SCARA