Робототехника стала одной из ведущих дисциплин XXI века. В то время как профиль требований для роботов постоянно увеличивается, и, среди прочего, такие функции, как автономность и мобильность, находятся в центре внимания, робототехника сталкивается со своими компонентами со своими собственными требованиями.
Это означает, что робот должен иметь высокий уровень динамики и быстрый подход к заданному положению, чтобы обеспечить короткое время цикла при работе с компонентами. Поэтому сам робот должен иметь компактную конструкцию в сочетании с небольшим весом - это единственный способ обеспечить требуемые динамические свойства. С целью обеспечения возможности захвата и размещения компонентов с высокой точностью требуется также высокая точность при многократном приближении к точкам и точное отслеживание траекторий. Кроме того, стремление к надежности, надежности и свободе от обслуживания робота вездесуще.
Досье робототехники издание 2018
Робототехника в автоматизации
Требования к системе привода
Профиль требований робота приводит к соответствующим требованиям к компонентам его системы привода. В частности, коробка передач должна соответствовать множеству различных требований. Требуются максимальная плотность крутящего момента, точная передача движения, надежность и надежность, часто также большой полый вал и компактный выходной подшипник с высокой несущей способностью.
Оси роботов должны передавать высокие крутящие моменты при ускорении и замедлении робота. В то же время сам привод должен иметь небольшой вес и очень компактные размеры. Чем дальше шарнирный привод от первой оси, тем он должен быть легче, потому что его вес увеличивает момент инерции для вышестоящих осей и, таким образом, снижает динамику и грузоподъемность робота. Не только фактический вес механизма играет роль, но также и его размеры. Поскольку с увеличением размера коробки передач вес несущих конструкций, таких как корпус, также увеличивается непропорционально. Поэтому особенно отдаленные ручные оси должны обеспечивать высокий крутящий момент при небольшом весе и небольших габаритах.
Пользователь встречает промышленные механизмы Эффективная трансмиссия - это главное в каждой современной машине и системе. Какую роль играет коробка передач в качестве механического компонента в общей мехатронной системе, как правильно выбрать коробку передач и как эффективно и без ошибок работает интеграция в трансмиссию, показывает пользователь, встречающийся с промышленными коробками передач.
Дополнительная информация: встреча пользователей промышленных редукторов
Высокая динамика и короткое время цикла
Гармоничные редукторы серии SHG-2SH характеризуются самой высокой плотностью крутящего момента. Это вытекает из его особого функционального принципа. При использовании волнового зубчатого колеса, в зависимости от коэффициента редукции, до 30% всех зубьев зацепляются одновременно, что распределяет нагрузку по многим зубцам и симметричным зонам нагрузки. Благодаря оптимизированному профилю зубьев и лучшему распределению нагрузки в подшипнике волнового генератора, передаваемые крутящие моменты редукторов SHG были снова увеличены примерно на 30% по сравнению с предыдущим продуктом HFUS. Таким образом, коробка передач способствует большей динамике и сокращает время цикла при работе с компонентами.
SHG-2SH построен в виде так называемого механизма простоты. Он состоит исключительно из установочного комплекта и выходного подшипника. Используя существующую конструкцию корпуса для поддержки подшипников входного вала, можно обойтись без отдельного входного и выходного фланцев, а общий вес можно значительно уменьшить. Поэтому эта конструкция идеально подходит для движущихся осей робота, где снижение веса приводит к значительному улучшению динамики и грузоподъемности руки робота.
Точность и свобода от игры
При сборке электронных компонентов требуется максимальная точность при позиционировании манипулятора робота для обеспечения постоянного качества. Как правило, повторяемость робота составляет ± 0,1 мм. Это означает, что если манипулятор робота перемещается в положение, поворачивается, а затем снова перемещается в то же положение, он достигает исходного положения с максимальным отклонением ± 0,1 мм. Удивительно небольшое значение, если учесть, что оно является результатом повторяемости до 6 осей, и эту точность следует поддерживать в течение всего срока службы робота.
Коробка передач / сборник
Разрабатывать, оптимизировать и разбираться в коробках передач
Такая точность может быть достигнута только с зубчатыми колесами без зазора. Отсутствие люфта означает, что выход редуктора не перемещается, когда вход редуктора заблокирован и направление крутящего момента изменяется. Например, планетарные передачи всегда требуют определенного люфта, чтобы не было заклинивания или чрезмерного износа.
Высокая точность повторения
Напротив, волновые зубчатые колеса характеризуются зубчатой сеткой без зазора. Это достигается за счет предварительной загрузки редуктора с помощью так называемого конического эффекта (см. Рис. 1). Люфт сохраняется в течение всего срока службы коробки передач. Даже с увеличенным временем работы и началом износа предварительное натяжение зубчатой сетки сохраняется, и коробка передач не имеет раздражающего люфта. Это означает, что редукторы серии SHG достигают точности повторения угла менее ± 0,1 минуты.
При установке генератора волн Flexspline расширяется в области большой оси эллипса. Если круговой сплайн теперь установлен, то шток flexsplin снова упруго деформируется в направлении генератора волны. Это приводит к постоянной предварительной нагрузке на зубья Flexspline и Circular Spline, что обеспечивает беспрепятственное зацепление зубьев в течение всего срока службы редуктора.
Коробки передач с превосходной точностью передачи
При нанесении адгезивов, например, при сборке автомобильных деталей, необходимо точно и многократно следовать заданному пути движения. С одной стороны, это требует точной координации вращения осей робота посредством управления роботом, а с другой стороны также коробки передач с высочайшей точностью передачи.
Точность передачи является мерой отклонения между теоретическим выходным углом, который должен возникать при повороте входа коробки передач на определенный угол, и реальным выходным углом, который устанавливается на выходе коробки передач. Чем меньше ошибка передачи передачи, тем лучше, например, рука робота может следовать заданному профилю пути. Редукторы серии SHG имеют превосходную точность передачи <1 угловой минуты и, таким образом, вносят решающий вклад в точность отслеживания пути робота.
Сохраните дату: встреча пользователей промышленных редукторов Эффективная трансмиссия - это главное в каждой современной машине и системе. Какую роль играет механизм в качестве механического компонента в общей мехатронной системе, как правильно выбрать передачу и как эффективна и безошибочна интеграция в трансмиссию, показано на 1-м собрании пользователей Industrial Gear 25 июня 2019 года.
Дополнительная информация: собрание пользователей Industrial Gear
Роботы должны быть надежными и надежными
Роботы часто находятся в постоянном использовании, например, при обращении с компонентами или пакетировании компонентов. Такие приложения требуют надежности, срока службы выше среднего, надежности и низких эксплуатационных расходов от решения по автоматизации.
Редукторы SHG предлагают решающее преимущество в этих областях применения. Благодаря улучшенным смазочным материалам и оптимизированным условиям нагрузки на подшипник волнового генератора, срок службы монтажного комплекта был увеличен примерно на 40% по сравнению с предыдущим продуктом HFUS. Номинальный срок службы L10 составляет 10 000 вместо предыдущих 7 000 часов. Редукторы со смазкой смазкой имеют срок службы смазки, поэтому обслуживание для повторного смазывания обычно не требуется. Пользователь получает выгоду от большей доступности робота.
Способность перегрузки коробки передач также способствует этому. В случае аварийной остановки пики высокой нагрузки могут повлиять на коробку передач. Редукторы серии SHG выдерживают эти нагрузки. Соотношение между моментом столкновения и номинальным моментом зависит от размера и передаточного отношения в 4–7 раз. Благодаря оптимизированному профилю зубчатого колеса момент столкновения также увеличился примерно на 30% по сравнению с предыдущей коробкой передач HFUS.
передача инфекции
Обзор мира передач
Большой полый вал для лучшей реализации
Тип коробки передач 2SH имеет центральный полый вал. Преимущества конструкции с полым валом для робототехники очевидны. С одной стороны, это позволяет выполнять линии подачи для приводного двигателя следующей оси, с другой стороны, внутри оси могут быть реализованы управляющие, сенсорные и пневматические линии для захвата или других манипуляторов. Это сводит к минимуму риск того, что связанные кабели обернуты вокруг передних осей робота при очень сложных движениях. Кроме того, это означает значительное расширение свободы движения робота.
В дополнение к высокоточному монтажному комплекту для точной передачи движения требуется выходной подшипник с наивысшей точностью. В конструкции 2SH скрещенный роликовый подшипник расположен между круглым шлицом и выходом Flexspline. Система подшипников, которая поглощает большие осевые и радиальные силы, а также моменты наклона, не может быть сделана более компактной. Во многих легких роботах и роботах из-за высокой несущей способности и жесткости наклона поперечного роликоподшипника дополнительная точка опоры отсутствует. Это значительно упрощает конструкцию и сборку оси робота.
передача инфекции
Это все о коробке передач здесь
Последовательная функциональная интеграция
Другим вкладом в облегченную конструкцию манипулятора робота является интеграция дополнительных функций в передаче. Полый вал редуктора SHG-2SH используется во многих легких роботах в качестве вала ротора приводного двигателя. Для этого магниты синхронного электродвигателя с постоянным возбуждением прикреплены непосредственно к полому валу входной передачи. Намоточный пакет находится прямо рядом с коробкой передач. Двигатель и трансмиссия образуют компактное устройство. Коаксиальное расположение имеет несколько преимуществ. Приводной двигатель не нужно размещать параллельно коробке передач, поэтому нет необходимости в прямозубом механизме или предварительной ступени ремня. Кроме того, полый вал редуктора не покрыт двигателем и может использоваться для кабельного ввода питающих линий. Благодаря функциональной интеграции общий вес ведущего моста может быть значительно уменьшен.
Себастьян Финхолд, менеджер по продукции механики в Harmonic Drive AG
Ганновер Мессе 2019: Зал 14/15, B05
строительство
Оптимизированная трансмиссия повышает маневренность двигателя
* Себастьян Финхолд, менеджер по продукции механики в Harmonic Drive AG