Roboto jungties modulis yra pagrindinis pramoninių robotų vykdymo blokas, atsakingas už tokias pagrindines funkcijas kaip galios perdavimas, padėties reguliavimas ir tikslus valdymas. Jo sudėtis tiesiogiai lemia roboto apkrovą, judėjimo tikslumą, reakcijos greitį ir patikimumą. Pramoninio lygio jungčių moduliai dažniausiai projektuojami integruotu būdu (skirtingi nuo civilinių ar mokslinių tyrimų lygio suskaidytų konstrukcijų), o pagrindinius jų komponentus galima suskirstyti į keturis modulius: mechaninę struktūrą, pavaros sistemą, jutimo grįžtamojo ryšio sistemą, tepimo ir apsaugos sistemą. Kiekvienas modulis veikia kartu, kad pasiektų visiškai uždarą{3}}galios įvesties judesio konversijos tikslumo valdymo kilpą. Toliau pateikiamas išsamus išmontavimas:
1, mechaninės konstrukcijos modulis (šerdies apkrovos-guolis ir judesio perdavimas)
Mechaninė konstrukcija yra fizinis jungties modulio pagrindas, kuris vienu metu turi atitikti tris „didelio standumo, lengvumo ir didelio{0}}tikslumo perdavimo“ reikalavimus. Pagrindiniai komponentai apima:
1. Harmoninis reduktorius / RV reduktorius (pagrindinis perdavimo komponentas)
Funkcija: didelio greičio{0}}mažo variklio sukimo momento išvestį paverskite mažo-greičio didelio sukimo momentu, tuo pačiu užtikrinant transmisijos tikslumą ir standumą. Tai yra jungtinio modulio „galios stiprinimo šerdis“.
Tipai ir taikymo scenarijai:
Harmoninis reduktorius: sudarytas iš bangų generatoriaus, lanksčių ratų ir standžių ratų, kurių perdavimo koeficiento diapazonas yra 50-320, o grįžtamasis atstumas yra mažesnis arba lygus 1 lanko minutę. Jis yra lengvas, kompaktiškos konstrukcijos ir tinka mažų ir vidutinių robotų (kurių apkrova 10-50 kg) dilbio ir riešo sąnariams;
RV reduktorius: sudarytas iš cikloidinio rato, planetinio laikiklio ir adatinės pavaros korpuso, kurio perdavimo koeficiento diapazonas yra 30{3}}120, o grįžtamasis atstumas yra mažesnis arba lygus 0,5 lanko minutės. Jis pasižymi dideliu tvirtumu ir išskirtiniu atsparumu smūgiams ir tinka pagrindinėms jungtims, tokioms kaip pagrindas, strėlė ir sunkiųjų robotų pečiai (kurių apkrova viršija 50 kg).
2. Variklio išėjimo velenas ir mova
Variklio išėjimo velenas: pagamintas iš didelio-stiprumo legiruotojo plieno, paviršius apdorotas karbiuracija ir gesinimo būdu, kad būtų užtikrintas atsparumas dilimui ir sukimo stiprumas, standžiai prijungtas prie reduktoriaus įvesties galo;
Mova: naudojama kompensuoti koaksialumo paklaidą tarp variklio veleno ir reduktoriaus įvesties veleno, ji yra padalinta į standžias jungtis (pvz., Raktų jungtis, išsiplėtimo įvores) ir elastines jungtis (pvz., Gumines trinkeles, gofruotus vamzdžių tipus). Standžios jungtys dažniausiai naudojamos pramoniniuose robotuose, kad būtų išvengta perdavimo vėlavimo.
3. Korpusas ir montavimo flanšas
Korpusas: pagamintas iš aliuminio lydinio, aliuminio lydinys tinka lengviems reikalavimams, o ketus tinka didelio standumo scenarijams; Vidinė korpuso konstrukcija apima reduktoriaus montavimo kamerą, variklio montavimo lizdą, jutiklio montavimo griovelį ir išorines rezervuotas šilumos išsklaidymo briaunas ir sandarinimo griovelius;
Montavimo flanšas: naudojant standartines sąsajas jungties moduliams ir roboto rankos segmentams sujungti, flanšo paviršius yra tiksliai apdirbtas (plokštumas Mažesnis arba lygus 0,01 mm), kad būtų užtikrintas montavimo tikslumas.
4. Išėjimo velenas ir guolių komponentai
Išėjimo velenas: prijungtas prie reduktoriaus išėjimo galo, naudojamas sukimo momentui perduoti į roboto rankos sekciją, paviršius turi būti tiksliai apdirbtas, o galas suprojektuotas su rakto grioveliu, sriegine anga arba plėtimosi įvorės sąsaja;
Guolių komponentai: dažniausiai naudojami skersiniai ritininiai guoliai arba harmoniniai guoliai. Kryžminiai ritininiai guoliai turi didelę apkrovą{1}}(radialinę + ašinę sudėtinę apkrovą) ir didelį standumą. Harmoniniai guoliai yra tinkami suderinti harmoninius reduktorius, o guolių tikslumo lygis turi siekti P4 ar daugiau, kad būtų užtikrintas jungties sukimosi tikslumas.
2, pavaros sistemos modulis (galia ir valdymo šerdis)
Pavaros sistema tiekia maitinimą jungties moduliui, todėl tiksliai reguliuojamas greitis ir sukimo momentas. Pagrindiniai komponentai apima:
1. Servo variklis (maitinimo šaltinis)
Tipas: Pramoninių robotų jungtiniai moduliai naudoja nuolatinio magneto sinchroninius servovariklius, pasižyminčius dideliu galios tankiu, dideliu atsako greičiu, maža inercija ir kt. Pagal montavimo būdą jie skirstomi į vidinį (variklis ir reduktorius integruoti į korpusą) ir išorinį (variklis prijungtas prie korpuso per flanšą);
Pagrindiniai parametrai: vardinė galia (100W-15kW), vardinis greitis (3000-6000 aps./min.), rotoriaus inercija (0,01-0,5kg · m ²), sukimo momento konstanta (0,1-5N · m/A), turi būti suderinta su pavarų dėžės perdavimo koeficientu (variklio išėjimo sukimo momentas x perdavimo koeficientas=).
2. Servo pavara (valdymo blokas)
Funkcija: gauti valdymo instrukcijas (padėties, greičio, sukimo momento signalus) iš viršutinio kompiuterio (roboto valdiklio), išvesti PWM signalus per PID reguliavimą, kad servo variklis veiktų, ir pasiekti apsaugos funkcijas, tokias kaip viršsrovė, viršįtampa, perkrova ir perkaitimas;
Pagrindinė technologija: palaiko padėties režimą (valdantis jungties sukimosi kampą), greičio režimą (valdantis jungties greitį) ir sukimo momento režimą (valdantis išėjimo sukimo momentą). Kai kurios aukščiausios klasės{1}}tvarkyklės integruoja elektronines pavarų dėžes, vibracijos slopinimą ir prisitaikančius valdymo algoritmus, kad pagerintų judesio sklandumą ir tikslumą.
3. Maitinimo kabeliai ir sąsajos
Maitinimo kabelis: jis perduoda trijų -fazių maitinimo šaltinio (U/V/W) ir servovariklio stabdžių signalus, naudodamas lanksčius kabelius (kurių atsparumas lenkimui yra didesnis nei 10 mln. kartų), o išorinė apvalkalo medžiaga yra PVC arba PUR, pasižymintis atsparumu alyvai, atsparumu dilimui ir anti-trukdymui.
Sąsaja: Taikant pramoninę standartinę sąsają, maitinimo sąsaja ir signalo sąsaja yra suprojektuotos atskirai, kad būtų išvengta elektromagnetinių trukdžių.
3, jutiklio grįžtamojo ryšio sistemos modulis (tikslus valdymas ir būsenos stebėjimas)
Jutiklio grįžtamojo ryšio sistema renka{0}}realaus laiko duomenis apie jungties padėtį, greitį, sukimo momentą ir kt., sudarydama pagrindą uždaros-kilpos valdymui ir yra raktas į roboto judėjimo tikslumą. Pagrindiniai komponentai apima:
1. Padėties jutiklis (pagrindinis grįžtamojo ryšio komponentas)
Tipas: pagrindinėje sistemoje naudojami absoliučios vertės kodavimo įrenginiai, kurie skirstomi į fotoelektrinius, magnetinius elektrinius ir talpinius. Pramoniniuose robotuose daugiausia naudojami fotoelektriniai absoliučios vertės kodavimo įrenginiai (skyra didesnė nei 17 bitų arba lygi, kai kurie aukščiausios klasės produktai iki 25 bitų);
Montavimo būdas: montuojamas tiesiai prie servo variklio galinės dalies (siekiant nustatyti variklio greitį) arba sujungtas per reduktoriaus išėjimo veleną (tiesiogiai aptikti tikrąją jungties padėtį ir pašalinti perdavimo klaidas);
Funkcija: jungčių absoliučios padėties informacijos (kampo vertės) išvestis realiuoju laiku. Viršutinis kompiuteris pagal šiuos duomenis apskaičiuoja padėties paklaidą ir koreguoja servo variklio veikimo būseną, kad būtų užtikrintas jungties padėties nustatymo tikslumas (kartotinis padėties nustatymo tikslumas Mažesnis arba lygus ± 0,02 mm).
2. Greičio jutiklis
Paprastai integruotas su padėties jutikliais (pavyzdžiui, kodavimo įrenginių greičio matavimo funkcija), jungties greitis apskaičiuojamas nustatant kodavimo įrenginio impulsų signalo dažnį. Kai kuriuose aukščiausios-galybės jungčių moduliuose papildomai bus sumontuoti Holo jutikliai arba greičio generatoriai, siekiant pagerinti greičio aptikimo tikslumą veikiant mažu -greičiu.
3. Sukimo momento jutiklis (pasirenkamas komponentas)
Funkcija: aptikti jungčių išėjimo sukimo momentą apkrovos stebėjimui, susidūrimų aptikimui ir jėgos valdymo operacijoms (pvz., surinkimui ir poliravimui);
Tipai: deformacijos matuoklis, magnetinis elastingumas ir optinis. Įtempimo matuoklio sukimo momento jutikliai pasižymi mažomis sąnaudomis ir dideliu tikslumu (± 0,5 % FS) ir yra pagrindinis pramoninių robotų pasirinkimas. Jie montuojami tarp išėjimo veleno ir svirties dalies arba reduktoriaus viduje.
4. Temperatūros jutikliai ir vibracijos jutikliai
Temperatūros jutiklis: sumontuotas ant variklio apvijos ir reduktoriaus korpuso, kad būtų galima nustatyti komponentų temperatūrą. Kai temperatūra viršija slenkstį (dažniausiai 80-100 laipsnių), servo pavara įjungia apsaugą nuo perkaitimo;
Vibracijos jutiklis: naudojamas pagreičio jutiklis vibracijos amplitudei ir dažniui aptikti jungties veikimo metu, naudojamas įspėjimui apie gedimus (pvz., reduktoriaus susidėvėjimą, guolio pažeidimą), sukonfigūruotas tik aukščiausios klasės{0}}pramoniniuose robotų jungčių moduliuose.
4, tepimo ir apsaugos sistemos modulis (patikimumo užtikrinimas)
Tepimo ir apsaugos sistema naudojama siekiant prailginti jungiamųjų modulių tarnavimo laiką ir prisitaikyti prie atšiaurių aplinkos pramonės objektų. Pagrindiniai komponentai apima:
1. Tepimo komponentai
Tepalas: specialus tepalas, turintis aukštą klampumo indeksą, anti-dėvėjimąsi ir anti-senėjimą, naudojamas reduktoriui, o tepimo alyva arba tepalas naudojamas variklio guoliams;
Tepimo struktūra: reduktorius suprojektuotas su alyvos įpurškimo angomis ir alyvos išleidimo angomis viduje, o kai kuriuose aukščiausios klasės{0}}produktuose yra automatinės tepimo sistemos (laikas ir kiekybinis alyvos įpurškimas). Tepalinio tepalo stebėjimo langelis yra už korpuso, kad būtų lengviau jį prižiūrėti.
2. Sandarinimo komponentai
Statinis sandarinimas: naudojant O-žiedą ir plokščią tarpiklį jungtis tarp korpuso ir flanšo, variklio ir korpuso, kad į vidų nepatektų tepalo alyva ir nepatektų dulkės;
Dinaminis sandarinimas: naudojant karkasinius alyvos sandariklius ir V{0}}formos sandarinimo žiedus, naudojamus besisukančioms išėjimo veleno ir korpuso dalims. Skeleto alyvos sandarikliai tinka vidutinio ir{2}}mažo greičio scenarijams.
3. Apsauginė danga ir šilumos išsklaidymo struktūra
Apsauginė danga: Korpuso paviršius yra apdorotas anodavimu (aliuminio lydinys) ir dažymu (ketaus), kuris pasižymi antikorozijai ir nusidėvėjimui{1}}atspariomis savybėmis. Kai kuriuose gaminiuose naudojama trijų atspari danga (apsauga nuo druskos, drėgmės, pelėsių), tinkama naudoti lauke arba atšiaurioje dirbtuvių aplinkoje;
Šilumos išsklaidymo struktūra: variklio korpusas suprojektuotas su šilumos išsklaidymo briaunomis, o kai kuriuose didelės{0}}galios jungties moduliuose yra šilumos išsklaidymo ventiliatoriai arba vandeniu-aušinami kanalai, užtikrinantys stabilią variklio ir vairuotojo temperatūrą ilgai{2}}veikiant.