Na sodobnih industrijskih proizvodnih linijah industrijski roboti opravljajo naloge z visoko ponovljivostjo in strogimi zahtevami glede natančnosti. Ključ do stabilnega delovanja teh 24-urnih neprekinjenih naprav je v natančnem mehanskem prenosnem sistemu. Ta članek se bo poglobil v temeljne tehnologije in praktične aplikacije prenosnih sistemov industrijskih robotov.
Značilnosti in uporaba običajnih metod prenosa
Prenosni sistem industrijskih robotov je sestavljen iz več načinov prenosa, od katerih ima vsak svojo edinstveno zmogljivost in uporabne scenarije.
Zobniški prenos je eden najbolj razširjenih načinov prenosa. Prenaša moč skozi zaskočenje med zobniki z učinkovitostjo prenosa več kot 98 % in lahko doseže visoko-natančen nadzor gibanja. Na varilni postaji v proizvodnji avtomobilov se robotska roka zanaša na natančen prenos zobnikov za dokončanje nalog varjenja z natančnostjo ponovljivosti ± 0,1 milimetra. Vendar zobniški prenos zahteva izredno visoko natančnost namestitve in pretirane napake pri sestavljanju lahko povzročijo večji hrup pri delovanju in nenormalno obrabo, kar zahteva poklicne tehnike za namestitev in odpravljanje napak.
Sinhroni jermeni so najpogostejša vrsta jermenskega pogona, ki se pogosto uporablja v scenarijih,-občutljivih na hrup in-cenov. Na primer, sortirni robot v proizvodni liniji za pakiranje živil uporablja sinhroni jermenski pogon, ki lahko zagotovi hitrost sortiranja več desetkrat na minuto in nadzira hrup delovanja pod 60 decibelov. Vendar pa obstajajo prirojene napake v jermenskem prenosu, ki lahko zlahka povzročijo zdrs, ko so preobremenjeni ali izpostavljeni znatnim zagonskim udarcem, kar omejuje njegovo uporabo v scenarijih težke-obremenitve.
Verižni pogon je postal prednostna izbira za-robote za rokovanje z težkimi obremenitvami zaradi svoje odlične-nosilnosti. Na težkih-dvigalih viličarjih v logističnih skladiščih lahko verižni prenos z valji zlahka prenese na stotine njutonmetrov navora in tako doseže navpično dviganje tonskega blaga. Verigo pa je treba redno mazati in vzdrževati, sicer se lahko razmak zaradi obrabe podaljša, kar vpliva na natančnost prenosa in celo povzroči zlom.
Prenos s polžastim zobnikom ima edinstvene samo{0}}zaklepne lastnosti in se pogosto uporablja v situacijah, ko je potrebno vzdrževanje položaja. Na primer, rotacijska platforma škropilnega robota sprejme polžasti prenos, da samodejno zaklene svoj položaj v primeru izpada električne energije, kar preprečuje varnostne nesreče, ki jih povzroči nenamerno zamah brizgalne pištole. Toda njegova učinkovitost prenosa je relativno nizka, običajno okoli 70% -80%.
Sodelovalno načrtovanje prenosnega sistema
Prenosni sistem šestosnega industrijskega robota je integracija več tehnologij. Servo motor zagotavlja izhodno moč, reduktor je odgovoren za zmanjšanje hitrosti in povečanje navora, komponente, kot so zobniki in sklopke, pa dokončajo prenos moči in pretvorbo gibanja.
Različni deli izberejo različne sheme prenosa glede na značilnosti obremenitve: osnova robota običajno uporablja reduktorje RV, ki imajo kompaktno strukturo in lahko prenesejo do 1500N · m navora; Zaradi omejenega prostora v predelu zapestja se običajno uporabljajo harmonični reduktorji, ki imajo samo eno-tretjino prostornine reduktorjev RV iste specifikacije, vendar lahko dosežejo natančnost pozicioniranja ± 15 kotnih minut; Končni efektor lahko poganja mikro sinhronski jermen, da zadosti zahtevam po prilagodljivem in lahkem gibanju.
Na avtomobilskem tekočem traku je zasnova prenosnega sistema določenega modela robota zelo reprezentativna: osnova ima strukturo z dvojno zračnostjo zobnikov, ki odpravlja zračnost zobnikov s predhodnim zategovanjem in dosega rotacijo brez zračnosti; Zgornja roka uporablja kroglične vijačne pare in linearna vodila za doseganje milimetrskega položaja za linearno gibanje; Harmonični reduktor zapestnega sklepa v kombinaciji z visoko{0}}natančnimi ležaji lahko doseže natančno nastavitev ± 0,02 stopinje.
Uravnoteženje zmogljivosti in stroškov
Zasnova prenosnih sistemov industrijskih robotov vedno uravnoteži natančnost, življenjsko dobo in stroške. Napako prenosa visoko{1}}natančnih harmoničnih reduktorjev je mogoče nadzorovati v 1 kotni minuti, vendar zapletena fleksibilna struktura kolesa povzroča visoke proizvodne stroške in zahteva uporabo posebnih materialov iz legiranega jekla. Na področju proizvodnje polprevodnikov znašajo letni stroški vzdrževanja harmoničnih reduktorjev za robote za obdelavo rezin kar 300.000 juanov, kar predstavlja 40 % skupnih stroškov vzdrževanja opreme.
Pri splošnih industrijskih aplikacijah dajejo inženirji večji poudarek stroškovni{0}}učinkovitosti. Z optimizacijo postopka toplotne obdelave zobnikov, uporabo materialov, -odpornih na obrabo, in kombinacijo z- dolgotrajno mazalno mastjo je mogoče cikel vzdrževanja podaljšati na več kot 3000 ur. Robot za točkovno varjenje v določeni avtomobilski varilni delavnici je bil izboljšan za neprekinjeno-delovanje brez napak 20000 ur, s čimer se učinkovito zmanjšajo stroški vzdrževanja izpadov.
Pravilno vzdrževanje in vzdrževanje sta ključnega pomena za podaljšanje življenjske dobe prenosnega sistema. Določena tovarna za predelavo hrane strogo izvaja sistem zamenjave mazalnega olja reduktorja vsakih 2000 ur. Robot za paletiranje neprekinjeno deluje že 8 let in še vedno ohranja dobro zmogljivost, kar je 30 % dlje od običajnega cikla vzdrževanja.
Trendi tehnološkega razvoja
Z razvojem industrijske avtomatizacije se mehanski prenosni sistemi razvijajo v smeri inteligence in integracije. Inteligentni reduktor z vgrajenimi-senzorji lahko spremlja temperaturo, vibracije in druge parametre v realnem času ter naloži podatke v sistem upravljanja prek tehnologije interneta stvari, da doseže predvideno vzdrževanje. Uporaba samo-mazalnih materialov podaljša vzdrževalni interval sestavnih delov menjalnika na več kot 10000 ur.
Integrirana zasnova združuje komponente, kot so motorji, reduktorji, dajalniki itd., v en modul. Medtem ko zmanjša prostornino skupnega modula določene znamke sodelovalnega robota za 40 %, vključuje tudi funkcijo povratne informacije o navoru, kar omogoča varnejše sodelovanje med človekom-strojem. Uporaba teh inovativnih tehnologij usmerja razvoj industrijskih robotskih prenosnih sistemov v smeri višje zmogljivosti in nižjih stroškov.