Roboții industriali sunt o perlă strălucitoare în era industrială modernă, luminând calea eficientă a producției întreprinderilor moderne și împuternicește în mod continuu reducerea costurilor și îmbunătățirea eficienței procesului de producție industrială. Ce înzestrează roboții industriali cu abilități supraomenești și sprijină funcționarea eficientă a acestora? Acesta este un sistem complex care necesită straturi de decriptare.
Astăzi, să explorăm una dintre componentele de bază ale roboților industriali: reductorul de armonici. Reductorii armonici joacă un rol similar cu sistemul articulațiilor umane și sunt componentele de bază pentru obținerea mișcării eficiente și a controlului precis al roboților industriali. Reductor armonic este un termen comun pentru antrenarea angrenajului armonic. Dispozitivele de transmisie cu angrenaje armonice pot fi utilizate atât pentru decelerare, cât și pentru accelerare, dar datorită raportului lor mare de transmisie (de obicei 50-160), ele sunt adesea folosite pentru decelerare în roboții industriali, mașini-unelte CNC și alte produse electromecanice și sunt denumite în mod obișnuit reductoare armonice.
În structura corpului uman, sistemul articular este partea care conectează oasele, permițând oamenilor să efectueze diverse mișcări și acțiuni flexibile. Sistemul articular se poate roti și mișca oasele sub acțiunea mușchilor, permițând corpului uman să efectueze mișcări complexe, cum ar fi mersul, alergarea, ridicarea greutăților etc. Sistemul articular joacă un rol în transmiterea și decelerația în timpul mișcării umane, permițând corpului uman să îndeplinească eficient diverse sarcini.
În mod similar, reductoarele armonice joacă un rol similar în roboții industriali. Este echivalent cu „sistemul de articulații” al robotului, conectând diverse componente ale robotului, permițându-i acestuia să finalizeze mișcările și acțiunile cu precizie și eficiență ridicate. Reductoarele armonice asigură o transmisie precisă de decelerare, la fel cum sistemul articular uman realizează rotația și mișcarea oaselor, permițând roboților industriali să poziționeze, să aseze și să se miște cu precizie în mod eficient. Structura compactă și capacitatea mare de transmisie a cuplului a reductoarelor armonice, precum flexibilitatea și rezistența sistemului articular uman, permit roboților să se adapteze la diferite medii de lucru și să se ocupe de diverse sarcini.
Reductorul de armonici este compus în principal din trei componente de bază: roată rigidă, roată flexibilă și generator de armonice. Una dintre roata rigidă, roata flexibilă și generatorul de armonici pot fi fixate în mod arbitrar, în timp ce celelalte două componente pot fi conectate la intrare (activă), iar cealaltă poate fi folosită ca ieșire (pasivă) pentru a obține decelerație sau accelerație.
1. Spline circulară: un disc de metal neted, cu un număr fix de dinți. Roata rigidă este de obicei îmbinată cu dinții exteriori ai angrenajului flexibil, care joacă un rol în transmiterea cuplului și creșterea rigidității de ieșire a reductorului.
2. FlexSpline: Angrenajele flexibile sunt una dintre componentele de bază ale reductoarelor armonice, realizate din metal moale sau materiale elastice. De obicei, este un angrenaj ondulat fără un număr fix de dinți. Roțile dințate flexibile pot suferi deformații elastice sub acțiunea forței, utilizate pentru transmiterea cuplului și realizarea decelerației.
3. Generator de unde: O componentă cheie care generează deformare în reductoarele armonice. Este format din unul sau mai mulți arbori excentrici, came și role. Când arborele de intrare se rotește, cama și rolele generatorului de armonice suferă deformații periodice, provocând răsucirea și deformarea ondulațiilor de pe angrenajul flexibil.
Cum combinarea acestor trei componente de bază generează viteză variabilă? Când vine vorba de construcția și principiul de funcționare al reductoarelor armonice, putem folosi echipamente de distracție cu balansoar ca exemplu vizual pentru a explica.
Imaginează-ți că te joci pe un balansoar în parc. Balanțul este format din două scânduri, una are un loc pe care să te așezi, iar cealaltă scândură are un loc pe care să stea un prieten. Scopul vostru este să vă transmiteți puterea unul altuia printr-un balansoar, permițându-vă unul altuia să se ridice sau să cadă.
1. Angrenajele flexibile sunt ca un balansoar: la reductoarele armonice, angrenajele flexibile acționează ca un balansoar. Este realizat din materiale moi, la fel ca placa de pe un balansoar. Roțile dințate flexibile sunt conectate la arborele de intrare și la arborele de ieșire și transmit puterea arborelui de intrare la arborele de ieșire.
2. Roata rigidă este ca prietenul tău: Într-un reductor armonic, roata rigidă este ca prietenul tău care stă pe o altă placă. O roată rigidă este o componentă metalică în formă de disc-cu un număr fix de dinți. Se îmbină cu dinții exteriori ai angrenajului flexibil, la fel ca tine și prietenii tăi stând la două capete ale unui balansoar.
3. Generatorul de armonii este ca acțiunea ta: Generatorul de armonii este ca acțiunea ta pe un balansoar. Când tu și prietenul tău alternează în sus și în jos mișcarea balansoarului, balansoarul suferă o deformare periodică, similară cu deformarea cauzată de came și rola unui generator de armonice.
Prin utilizarea unui generator de armonici pentru a induce deformarea periodică a angrenajului flexibil, forma angrenajului flexibil se schimbă periodic și se integrează cu dinții interni ai roții rigide. În acest fel, acțiunile dumneavoastră asupra balansoarului (deformarea generatorului de armonice) vor fi transmise celeilalte părți (angrenaj flexibil), realizând astfel echilibrul și transmisia de putere a balansoarului, la fel cum reducătorul de armonici realizează decelerație și transmiterea cuplului de la arborele de intrare la arborele de ieșire.
La reductoarele de armonice, deformarea generată de generatorul de armonice determină, de asemenea, ca forma angrenajului flexibil să se schimbe periodic și să se integreze cu dinții interni ai roții rigide. În acest fel, mișcarea de rotație a arborelui de intrare (cum ar fi viteza motorului) va fi transmisă angrenajului flexibil, iar angrenarea dintre angrenajul flexibil și roata rigidă realizează decelerația și transmisia cuplului arborelui de ieșire. Acest proces de deformare și îmbinare realizează transmiterea și schimbarea puterii, la fel cum acțiunile tale și ale prietenilor tăi pe un balansoar realizează transmiterea și schimbarea puterii.
Principiul vitezei variabile a reductorului de armonici este deformarea periodică generată de generatorul de armonici, care schimbă forma angrenajului flexibil, realizând astfel transmisia cuplului și efectul de viteză variabilă de la arborele de intrare la arborele de ieșire.
Rolul reductorilor de armonici în roboții industriali nu poate fi subestimat, deoarece aceștia joacă un rol important în roboții industriali.
1. Transmisie precisă de decelerare
Roboții industriali necesită mișcare de înaltă{0}}precizie și control al poziției pentru a realiza sarcini de lucru precise. Reductoarele armonice au caracteristici de transmisie de înaltă-precizie și pot oferi rapoarte precise de reducere, făcând mișcările robotului mai fine și mai precise.
2. Capacitate mare de transmisie a cuplului
Roboții industriali trebuie de obicei să gestioneze sarcini și cupluri mari. Reductoarele armonice pot atinge o capacitate mare de transmisie a cuplului cu volum și greutate relativ mici, oferind roboților suficientă putere pentru a îndeplini diverse sarcini.
3. Structură compactă
Roboții industriali au de obicei spațiu limitat și necesită dispozitive de transmisie compacte. Structura compactă a reductoarelor armonice ocupă mai puțin spațiu, oferind mai multă flexibilitate și grade de libertate pentru proiectarea roboților industriali.