Die Bewegung von Industrierobotern erfordert nicht nur zuverlässige Antriebsvorrichtungen, sondern auch effiziente Übertragungseinheiten, um eine präzise Steuerung zu erreichen. Diese beiden sind neben dem mechanischen Körper wichtige Teile von Industrierobotern. In diesem Artikel werden die Antriebsgeräte und Übertragungseinheiten von Industrierobotern vorgestellt, um Ihnen ein tieferes Verständnis dieser Schlüsselkomponenten zu vermitteln.
Fahrgerät
Das Antriebsgerät ist die Energiequelle des Industrieroboterarms, die die Bewegung verschiedener Teile des Arms (einschließlich Körper, Arm, Handgelenk und Hand) ermöglicht. Industrieroboter nutzen typischerweise drei Grundtypen von Antriebsmethoden: hydraulischen Antrieb, pneumatischen Antrieb und elektrischen Antrieb. Der elektrische Antrieb ist derzeit die am häufigsten verwendete Methode für Industrieroboter, wobei AC-Servomotoren die häufigste Wahl sind. Bei der Anordnung des Antriebsgeräts handelt es sich in der Regel um ein Gelenk, das einem Fahrer entspricht, was zu einer präzisen Steuerung und effizienten Bewegung beiträgt.
Mit Ausnahme einiger weniger Roboter mit geringer Bewegungsgenauigkeit, schwerer Last oder explosionsgeschützten{0}Anforderungen, die hydraulische und pneumatische Antriebe verwenden, verwenden derzeit die meisten Industrieroboter elektrische Antriebe, wobei AC-Servomotoren am weitesten verbreitet sind und die Antriebsanordnung meist ein Gelenk und einen Antrieb verwendet.
Übertragungseinheit
Die Übertragungseinheit ist eine Hilfskomponente des Antriebsgeräts und für die Übertragung der Bewegung des Antriebsgeräts auf verschiedene Teile des Roboterarms verantwortlich, um sicherzustellen, dass der Endeffektor die gewünschte Position und Haltung genau erreichen kann.
Industrieroboter verwenden typischerweise Untersetzungsgetriebe als mechanische Übertragungseinheiten, die im Vergleich zu herkömmlichen Untersetzungsgetrieben besondere Anforderungen stellen. Der Gelenkreduzierer von Robotern muss einige Eigenschaften aufweisen, wie z. B. eine kurze Übertragungskette, geringe Größe, hohe Leistung, geringes Gewicht und einfache Steuerung. Diese Funktionen helfen Robotern, eine effiziente Bewegungssteuerung zu erreichen.
Arbeitsprinzip
Wenn der Wellengenerator in das flexible Rad eingebaut wird, verändert er das Profil des flexiblen Rads von kreisförmig zu elliptisch. Die Zähne in der Nähe des Endes der langen Achse stehen vollständig im Eingriff mit den Zähnen des starren Rads (normalerweise befinden sich etwa 30 % der Zähne im Eingriffszustand), während die Zähne in der Nähe des Endes der kurzen Achse vollständig außer Eingriff mit dem starren Rad sind. Die Zähne in anderen Abschnitten des Umfangs befinden sich in einem Übergangszustand des Eingriffs und des Lösens. Wenn sich der Wellengenerator kontinuierlich in eine bestimmte Richtung dreht, ändert sich die Verformung des flexiblen Rads ständig, was dazu führt, dass der Eingriffszustand zwischen dem flexiblen Rad und dem starren Rad zwischen Eingreifen, Auskämmen, Lösen und erneutem Eingreifen wechselt. Dieser Vorgang wiederholt sich und die Anzahl der Außenzähne des flexiblen Rads ist geringer als die Anzahl der Innenzähne des starren Rads, wodurch eine langsame Drehung des flexiblen Rads relativ zum starren Rad in die entgegengesetzte Richtung des Generators erreicht wird.
Dieses Gerät ermöglicht die Bewegungssteuerung des Roboters, indem es die Form des flexiblen Rads und die Interaktion zwischen den Zähnen und dem starren Rad ändert, um eine Drehung zu erreichen. Dieser Vorgang wird kontinuierlich wiederholt, um die erforderliche mechanische Bewegung zu erzeugen.
Besonderheit
(1) Einfache Struktur, geringe Größe und geringes Gewicht. Im Vergleich zu gewöhnlichen Untersetzungsgetrieben mit vergleichbaren Übersetzungsverhältnissen werden Volumen und Gewicht um etwa 1/3 oder mehr reduziert.
(2) Der Übersetzungsverhältnisbereich ist groß. Das Übersetzungsverhältnis des einstufigen Oberschwingungsreduzierers beträgt 50–300, mit einem bevorzugten Wert von 75–250; Das Übersetzungsverhältnis des bipolaren harmonischen Reduzierers liegt zwischen 3000 und 60000.
(3) Gleichzeitiger Eingriff mit mehreren Zähnen, hohe Übertragungsgenauigkeit und große Tragfähigkeit.
(4) Reibungslose Bewegung, keine Stöße und geringe Geräuschentwicklung. Der Eingriff und die Trennung zwischen den Zahnrädern des harmonischen Untersetzungsgetriebes treten allmählich zwischen den starren Zähnen ein und aus, wenn sich das flexible Rad verformt. Während des Eingriffs kommen die Zähne miteinander in Kontakt und die Schlupfgeschwindigkeit ist ohne plötzliche Änderungen gering.
(5) Hohe Übertragungseffizienz, die eine Bewegung mit hoher-Geschwindigkeit ermöglicht.
(6) Kann eine Differentialübertragung erreichen. Angenommen, der Wellengenerator und das starre Rad werden angetrieben, und das flexible Rad wird angetrieben. In diesem Fall kann ein Differentialgetriebemechanismus gebildet werden, um den Übergang zwischen schnellen und langsamen Arbeitsbedingungen zu erreichen.
2. RV-Reduzierstück
1) Struktur
Im Vergleich zu harmonischen Untersetzungsgetrieben weist das RV-Getriebe nicht nur eine höhere Ermüdungsfestigkeit, Steifigkeit und längere Lebensdauer auf, sondern verfügt auch über eine stabile Hysteresegenauigkeit. Im Gegensatz zu einem harmonischen Antrieb nimmt die Bewegungsgenauigkeit mit zunehmender Nutzungsdauer deutlich ab. Daher werden RV-Untersetzungsgetriebe häufig in hochpräzisen Roboterantrieben verwendet, und es besteht der Trend, harmonische Untersetzungsgetriebe schrittweise zu ersetzen. Das schematische Diagramm der Struktur des RV-Untersetzungsgetriebes ist in der folgenden Abbildung dargestellt, die hauptsächlich aus Komponenten wie dem Sonnenrad (Mittelrad), dem Planetengetriebe, dem rotierenden Arm (Kurbelwelle), dem rotierenden Armlager, dem Zykloidengetriebe (RV-Zahnrad), den Nadelzähnen, der starren Scheibe und der Abtriebsscheibe besteht.
2) Funktionsprinzip
① Erste Stufe der Verzögerung: Zunächst wird die Drehbewegung des Motors über die Getriebewelle oder das Sonnenrad auf zwei Evolventenplanetenräder übertragen. Dieser Vorgang ähnelt einem großen Zahnrad, das die Kraft auf zwei kleine Zahnräder überträgt und so die erste Verzögerungsstufe erreicht.
② Zweite Stufe der Verzögerung: Als nächstes beginnen sich die Planetenräder zu drehen und treiben die Zykloidenräder über die Kurbelwelle um 180 Grad auseinander. Dies ist wie ein Paar symmetrischer Zykloidenräder, die miteinander interagieren, wobei eines beginnt, sich um das andere zu drehen, wodurch die zweite Stufe der Verzögerung abgeschlossen wird.
③ Rotationsbewegung: Bei diesem Vorgang wird das Zykloidenrad während seiner Drehung der Kraft der festen Nadelzähne am Nadelzahngehäuse ausgesetzt. Diese Kraft führt dazu, dass das Zykloidenrad eine Rotationsbewegung entgegen seiner Umlaufrichtung ausführt, genau wie der Spin.
④ Abtriebsmechanismus: Schließlich wird die Drehung des Zykloidengetriebes über zwei Kurbelwellen mit konstanter Geschwindigkeit auf die starre Scheibe und die Abtriebsscheibe übertragen. Dies bildet einen Ausgabemechanismus mit gleicher Winkelgeschwindigkeit in Form eines Parallelogramms, der die Bewegung auf andere Teile des Roboters überträgt.
Das RV-Getriebegerät wandelt durch diese komplexen Wechselwirkungen die Drehbewegung des Elektromotors in die vom Roboter benötigte komplexe Bewegung um und erreicht so eine effiziente Verzögerung und präzise Steuerung.
3) Eigenschaften
(1) Der Übersetzungsverhältnisbereich ist groß und die Übertragungseffizienz hoch.
(2) Die Torsionssteifigkeit ist hoch und weitaus größer als der Ausgangsmechanismus eines typischen Zykloiden-Windrad-Untersetzungsgetriebes.
(3) Bei Nenndrehmoment ist die elastische Hysterese klein.
(4) Bei der Übertragung des gleichen Drehmoments und der gleichen Leistung sind RV-Untersetzungsgetriebe kleiner als andere Untersetzungsgetriebe.
Verstehen Sie die Antriebsvorrichtungen und Übertragungseinheiten von Industrierobotern
Die Bewegung von Industrierobotern erfordert nicht nur zuverlässige Antriebsvorrichtungen, sondern auch effiziente Übertragungseinheiten, um eine präzise Steuerung zu erreichen. In diesem Artikel werden die Antriebsgeräte und Übertragungseinheiten von Industrierobotern vorgestellt, um Ihnen ein tieferes Verständnis dieser Schlüsselkomponenten zu vermitteln.
Das Antriebsgerät und die Übertragungseinheit von Industrierobotern sind Schlüsselkomponenten für effiziente und präzise Bewegungen, und ihre Auswahl und Konfiguration spielen eine wichtige Rolle für die Leistung und den Einsatz von Robotern. Für unterschiedliche Industrieroboter eignen sich unterschiedliche Antriebsarten und Getriebearten. Die Auswahl geeigneter Komponenten auf der Grundlage spezifischer Anforderungen trägt dazu bei, die Effizienz und Genauigkeit der Arbeit des Roboters zu verbessern.