Na modernim industrijskim proizvodnim linijama, industrijski roboti preuzimaju zadatke s velikom ponovljivošću i strogim zahtjevima za preciznošću. Ključ stabilnog rada ovih 24-satnih non-stop uređaja leži u preciznom mehaničkom prijenosnom sustavu. Ovaj će se članak baviti temeljnim tehnologijama i praktičnim primjenama prijenosnih sustava industrijskih robota.
Karakteristike i primjene uobičajenih metoda prijenosa
Prijenosni sustav industrijskih robota sastoji se od više načina prijenosa, svaki sa svojom jedinstvenom izvedbom i primjenjivim scenarijima.
Zupčasti prijenos jedan je od najčešće korištenih načina prijenosa. Snagu prenosi kroz zahvat između zupčanika, s učinkovitošću prijenosa od preko 98% i može postići visoko-preciznu kontrolu kretanja. U stanici za zavarivanje u proizvodnji automobila, robotska ruka oslanja se na precizni prijenos zupčanika kako bi dovršila zadatke zavarivanja s ponovljivošću točnosti od ± 0,1 milimetara. Međutim, prijenos zupčanika zahtijeva izuzetno visoku točnost ugradnje, a pretjerane pogreške u montaži mogu dovesti do povećane buke pri radu i neuobičajenog trošenja, zahtijevajući profesionalne tehničare za ugradnju i otklanjanje pogrešaka.
Sinkroni remeni najčešći su tip remenskog pogona, koji se obično koristi u scenarijima-osjetljivim na buku i-troškove. Na primjer, robot za sortiranje u proizvodnoj liniji za pakiranje hrane koristi sinkroni remenski pogon, koji može osigurati brzinu sortiranja od nekoliko desetaka puta u minuti i kontrolirati radnu buku ispod 60 decibela. Međutim, postoje inherentni nedostaci u remenskom prijenosu, koji mogu lako uzrokovati proklizavanje kada su preopterećeni ili podvrgnuti značajnim startnim udarima, ograničavajući njegovu primjenu u teškim-scenarijama.
Lančani pogon postao je preferirani izbor za-robote za rukovanje teškim teretom zbog svoje izvrsne nosivosti-opterećenja. Na teškim-dizalicama slagačima u logističkim skladištima prijenos valjkastim lancem može lako prenijeti stotine Newton metara okretnog momenta, postižući okomito podizanje robe razine tone. Međutim, lanac treba redovito podmazivati i održavati, inače bi korak mogao postati dulji zbog istrošenosti, utječući na točnost prijenosa, pa čak i uzrokujući lom.
Prijenos pužnog zupčanika ima jedinstvene-karakteristike samozaključavanja i obično se koristi u situacijama kada je potrebno održavanje položaja. Na primjer, rotacijska platforma robota za prskanje ima prijenos pužnog zupčanika za automatsko zaključavanje svog položaja u slučaju nestanka struje, sprječavajući sigurnosne nezgode uzrokovane slučajnim zamahom pištolja za prskanje. Ali njegova učinkovitost prijenosa je relativno niska, obično oko 70% -80%.
Kolaborativno projektiranje prijenosnog sustava
Prijenosni sustav industrijskog robota sa šest osi integracija je više tehnologija. Servo motor osigurava izlaznu snagu, reduktor je odgovoran za smanjenje brzine i povećanje momenta, a komponente kao što su zupčanici i spojke dovršavaju prijenos snage i pretvorbu gibanja.
Različiti dijelovi odabiru različite sheme prijenosa na temelju karakteristika opterećenja: baza robota obično koristi RV reduktore, koji imaju kompaktnu strukturu i mogu izdržati do 1500N · m okretnog momenta; Zbog ograničenog prostora u području zapešća, obično se koriste harmonijski reduktori, koji imaju samo jednu{1}}trećinu volumena RV reduktora istih specifikacija, ali mogu postići točnost pozicioniranja od ± 15 lučnih minuta; Krajnji efektor može pokretati mikro sinkroni remen kako bi se zadovoljili zahtjevi fleksibilnog i laganog kretanja.
Na liniji za sklapanje automobila, dizajn prijenosnog sustava određenog modela robota vrlo je reprezentativan: baza usvaja dvostruku strukturu zazora zupčanika, koja eliminira zazor zupčanika kroz prethodno zatezanje i postiže nultu zazornu rotaciju; Nadlaktica koristi kuglične navojne parove i linearne vodilice za postizanje milimetarskog pozicioniranja za linearno kretanje; Harmonijski reduktor zgloba zgloba, u kombinaciji s visoko{0}}preciznim ležajevima, može postići fino podešavanje od ± 0,02 stupnja.
Usklađivanje učinka i cijene
Dizajn prijenosnih sustava industrijskih robota uvijek uravnotežuje točnost, životni vijek i cijenu. Pogreška prijenosa visoko{1}}preciznih harmoničkih reduktora može se kontrolirati unutar 1 kutne minute, ali složena fleksibilna struktura kotača dovodi do visokih troškova proizvodnje i zahtijeva upotrebu posebnih materijala od legiranog čelika. U području proizvodnje poluvodiča, godišnji troškovi održavanja reduktora harmonika za robote za rukovanje pločicama iznose čak 300 000 juana, što čini 40% ukupnih troškova održavanja opreme.
Za opću industrijsku primjenu, inženjeri stavljaju veći naglasak na tro-učinkovitost. Optimiziranjem procesa toplinske obrade zupčanika, upotrebom materijala -otpornih na habanje i kombinacijom s dugotrajnom-mašću za podmazivanje, ciklus održavanja može se produžiti na više od 3000 sati. Robot za točkasto zavarivanje u određenoj radionici za zavarivanje automobila poboljšan je kako bi se postigao neprekidan rad-bez greške tijekom 20 000 sati, učinkovito smanjujući troškove održavanja zastoja.
Pravilno održavanje i održavanje ključni su za produljenje vijeka trajanja prijenosnog sustava. Određena tvornica za preradu hrane strogo provodi sustav zamjene ulja za podmazivanje reduktora svakih 2000 sati. Robot za paletiranje neprekidno radi 8 godina i još uvijek održava dobre performanse, što je 30% dulje od konvencionalnog ciklusa održavanja.
Trendovi tehnološkog razvoja
S razvojem industrijske automatizacije, sustavi mehaničkog prijenosa razvijaju se prema inteligenciji i integraciji. Inteligentni reduktor s ugrađenim-senzorima može pratiti temperaturu, vibracije i druge parametre u stvarnom vremenu i prenositi podatke u sustav upravljanja putem IoT tehnologije kako bi se postiglo prediktivno održavanje. Primjena-materijala za samopodmazivanje produljuje interval održavanja komponenti prijenosa na preko 10000 sati.
Integrirani dizajn integrira komponente kao što su motori, reduktori, koderi itd. u jedan modul. Iako smanjuje obujam zajedničkog modula određene marke kolaborativnog robota za 40%, također integrira funkciju povratne informacije o zakretnom momentu, omogućujući sigurniju suradnju čovjeka-stroja. Primjena ovih inovativnih tehnologija pokreće razvoj industrijskih robotskih prijenosnih sustava prema višim performansama i nižim troškovima.