Pe liniile de producție industrială moderne, roboții industriali îndeplinesc sarcini cu repetabilitate ridicată și cerințe stricte de precizie. Cheia pentru funcționarea stabilă a acestor dispozitive non-stop de 24-ore constă într-un sistem de transmisie mecanică precis. Acest articol va aprofunda în tehnologiile de bază și aplicațiile practice ale sistemelor de transmisie a roboților industriali.
Caracteristici și aplicații ale metodelor comune de transmisie
Sistemul de transmisie al roboților industriali constă din mai multe moduri de transmisie, fiecare cu performanța sa unică și scenariile aplicabile.
Transmisia prin angrenaje este una dintre cele mai utilizate metode de transmisie. Transmite puterea prin îmbinarea dintre angrenaje, cu o eficiență de transmisie de peste 98% și poate obține un control al mișcării de înaltă-precizie. La stația de sudare din producția de automobile, brațul robotic se bazează pe transmisia de precizie a angrenajului pentru a finaliza sarcinile de sudare cu o precizie de repetabilitate de ± 0,1 milimetri. Cu toate acestea, transmisia angrenajului necesită o precizie de instalare extrem de ridicată, iar erorile excesive de asamblare pot duce la creșterea zgomotului de funcționare și la uzură anormală, necesitând tehnicieni profesioniști pentru instalare și depanare.
Curelele sincrone sunt cel mai obișnuit tip de transmisie prin curea, utilizate în mod obișnuit în scenariile-sensibile la zgomot și-sensibile la costuri. De exemplu, robotul de sortare din linia de producție a ambalajelor alimentare adoptă transmisie sincronă cu curea, care poate asigura o viteză de sortare de zeci de ori pe minut și poate controla zgomotul de operare sub 60 de decibeli. Cu toate acestea, există defecte inerente ale transmisiei curea, care pot provoca cu ușurință alunecare atunci când sunt supraîncărcate sau sunt supuse unor impacturi semnificative de pornire, limitând aplicarea acesteia în scenarii de sarcini grele.
Transmisia cu lanț a devenit alegerea preferată pentru roboții-de manipulare grele datorită capacității sale excelente de suport-de sarcină. La macaralele de lucru grele din depozitele logistice, transmisia cu lanțuri cu role poate transmite cu ușurință sute de Newtoni metri de cuplu, realizând ridicarea verticală a mărfurilor la nivel de tone. Cu toate acestea, lanțul necesită lubrifiere și întreținere regulată, altfel pasul poate deveni mai lung din cauza uzurii, afectând precizia transmisiei și chiar provocând ruperea.
Transmisia cu roți melcate are caracteristici unice de auto--blocare și este utilizată în mod obișnuit în situațiile în care este necesară menținerea poziției. De exemplu, platforma rotativă a robotului de pulverizare adoptă transmisie cu angrenaj melcat pentru a-și bloca automat poziția în caz de pană de curent, prevenind accidentele de siguranță cauzate de balansarea accidentală a pistolului de pulverizare. Dar eficiența sa de transmisie este relativ scăzută, de obicei în jur de 70% -80%.
Proiectarea în colaborare a sistemului de transport
Sistemul de transmisie al unui robot industrial cu șase axe este o integrare a mai multor tehnologii. Servomotorul asigură puterea de ieșire, reductorul este responsabil pentru reducerea vitezei și creșterea cuplului, iar componente precum angrenajele și cuplajele completează transmisia puterii și conversia mișcării.
Diferite piese aleg diferite scheme de transmisie în funcție de caracteristicile de sarcină: baza robotului folosește de obicei reductoare RV, care au o structură compactă și pot rezista până la 1500N · m de cuplu; Datorită spațiului limitat în zona încheieturii mâinii, se folosesc în mod obișnuit reductoarele de armonici, care au un volum de doar o-treime față de reductoarele RV cu aceeași specificație, dar pot atinge o precizie de poziționare de ± 15 minute arc; Efectorul final poate fi antrenat de o curea microsincronă pentru a îndeplini cerințele de mișcare flexibile și ușoare.
Pe linia de asamblare a autovehiculelor, designul sistemului de transmisie al unui anumit model de robot este foarte reprezentativ: baza adoptă o structură de joc dublă a angrenajului, care elimină jocul angrenajului prin prestrângere și atinge o rotație zero a jocului; Brațul superior utilizează perechi de șuruburi cu bile și ghidaje liniare pentru a obține o poziționare la nivel milimetric pentru o mișcare liniară; Reductorul armonic al articulației încheieturii mâinii, combinat cu rulmenți de{0}}înaltă precizie, poate realiza o reglare fină de ± 0,02 grade .
Echilibrarea performanței și costurilor
Designul sistemelor de transmisie a roboților industriali echilibrează întotdeauna precizia, durata de viață și costul. Eroarea de transmisie a reductoarelor armonice de-înaltă precizie poate fi controlată în decurs de 1 minut de arc, dar structura flexibilă complexă a roții duce la costuri mari de producție și necesită utilizarea unor materiale speciale din oțel aliat. În domeniul producției de semiconductori, costul anual de întreținere al reductoarelor armonice pentru roboții de manipulare a plachetelor este de până la 300.000 de yuani, reprezentând 40% din costul total de întreținere a echipamentului.
Pentru aplicațiile industriale generale, inginerii pun un accent mai mare pe eficiența costurilor-. Prin optimizarea procesului de tratare termică a angrenajului, folosind materiale rezistente-la uzură și combinând cu unsoare lubrifiantă-de lungă durată, ciclul de întreținere poate fi extins la peste 3000 de ore. Robotul de sudură în puncte dintr-un anumit atelier de sudură de automobile a fost îmbunătățit pentru a obține o funcționare continuă-fără defecțiuni timp de 20000 de ore, reducând efectiv costurile de întreținere ale perioadei de nefuncționare.
Întreținerea și întreținerea corespunzătoare sunt cruciale pentru prelungirea duratei de viață a sistemului de transport. O anumită fabrică de prelucrare a alimentelor implementează strict sistemul de înlocuire a uleiului de lubrifiere al reductorului la fiecare 2000 de ore. Un robot de paletizare funcționează continuu timp de 8 ani și încă menține o performanță bună, care este cu 30% mai lungă decât ciclul convențional de întreținere.
Tendințe de dezvoltare tehnologică
Odată cu dezvoltarea automatizării industriale, sistemele de transmisie mecanică evoluează spre inteligență și integrare. Reductorul inteligent cu senzori-încorporați poate monitoriza temperatura, vibrațiile și alți parametri în timp real și poate încărca date în sistemul de management prin tehnologia IoT pentru a realiza întreținerea predictivă. Aplicarea materialelor auto-lubrifiante extinde intervalul de întreținere al componentelor transmisiei la peste 10000 de ore.
Designul integrat integrează componente precum motoare, reductoare, codificatoare etc., într-un singur modul. În timp ce reduce volumul modulului comun al unei anumite mărci de robot colaborativ cu 40%, acesta integrează și o funcție de feedback al cuplului, permițând o cooperare mai sigură între oameni-mașini. Aplicarea acestor tehnologii inovatoare conduce dezvoltarea sistemelor de transmisie a robotilor industriali catre performante mai mari si costuri mai mici.