Pramoniniai robotai yra ryškus šiuolaikinės pramonės eros perlas, nušviečiantis efektyvų šiuolaikinės įmonės gamybos kelią ir nuolat leidžiantis sumažinti kaštus bei didinti pramonės gamybos proceso efektyvumą. Kas pramoniniams robotams suteikia antžmogiškų sugebėjimų ir užtikrina efektyvų jų veikimą? Tai sudėtinga sistema, kuriai reikia iššifravimo sluoksnių.
Šiandien panagrinėkime vieną iš pagrindinių pramoninių robotų komponentų: harmoninį reduktorių. Harmoniniai reduktoriai atlieka panašų vaidmenį kaip žmogaus sąnarių sistema ir yra pagrindiniai komponentai, užtikrinantys efektyvų pramoninių robotų judėjimą ir tikslų valdymą. Harmoninis reduktorius yra įprastas harmoninės pavaros terminas. Harmoninės pavaros perdavimo įtaisai iš tikrųjų gali būti naudojami tiek lėtėjimui, tiek pagreitinimui, tačiau dėl didelio perdavimo koeficiento (dažniausiai 50-160) jie dažnai naudojami lėtėjimui pramoniniuose robotuose, CNC staklėse ir kituose elektromechaniniuose gaminiuose ir dažniausiai vadinami harmoniniais reduktoriais.
Žmogaus kūno struktūroje sąnarių sistema yra kaulus jungianti dalis, leidžianti žmogui atlikti įvairius lanksčius judesius ir veiksmus. Sąnarių sistema gali sukti ir judinti kaulus veikiant raumenims, todėl žmogaus kūnas gali atlikti sudėtingus judesius, tokius kaip ėjimas, bėgimas, sunkumų kilnojimas ir kt. Sąnarių sistema atlieka perdavimo ir lėtėjimo vaidmenį žmogaus judėjimo metu, todėl žmogaus kūnas gali efektyviai atlikti įvairias užduotis.
Panašiai harmoniniai reduktoriai atlieka panašų vaidmenį pramoniniuose robotuose. Jis prilygsta roboto „jungtinei sistemai“, jungiančiai įvairius roboto komponentus, leidžiančius robotui atlikti judesius ir veiksmus itin tiksliai ir efektyviai. Harmoniniai reduktoriai užtikrina tikslų lėtėjimo perdavimą, kaip ir žmogaus sąnarių sistema užtikrina kaulų sukimąsi ir judėjimą, todėl pramoniniai robotai gali tiksliai padėti, surinkti ir efektyviai judėti. Kompaktiška harmoninių reduktorių struktūra ir didelė sukimo momento perdavimo galimybė, kaip ir žmogaus sąnarių sistemos lankstumas ir stiprumas, leidžia robotams prisitaikyti prie skirtingos darbo aplinkos ir atlikti įvairias užduotis.
Harmonikos reduktorius daugiausia susideda iš trijų pagrindinių komponentų: standaus rato, lankstaus rato ir harmonikos generatoriaus. Vienas iš standaus rato, lankstaus rato ir harmonikų generatoriaus gali būti pritvirtintas savavališkai, o kiti du komponentai gali būti prijungti prie įvesties (aktyvus), o kitas gali būti naudojamas kaip išėjimas (pasyvus), kad būtų pasiektas lėtėjimas arba pagreitis.
1. Circular Spline: Lygus metalinis diskas su fiksuotu dantų skaičiumi. Kietas ratas paprastai yra susietas su išoriniais lanksčios krumpliaračio dantimis, kurie atlieka svarbų vaidmenį perduodant sukimo momentą ir didinant reduktoriaus išėjimo standumą.
2. FlexSpline: Lanksčios pavaros yra viena iš pagrindinių harmoninių reduktorių, pagamintų iš minkšto metalo arba elastingų medžiagų, komponentų. Paprastai tai yra gofruotas krumpliaratis, neturintis fiksuoto dantų skaičiaus. Lanksčios pavaros, veikiamos jėgos, gali patirti tamprios deformacijos, naudojamos sukimo momentui perduoti ir lėtėjimui pasiekti.
3. Bangų generatorius: pagrindinis komponentas, generuojantis harmoninių reduktorių deformaciją. Jį sudaro vienas ar daugiau ekscentrinių velenų, kumštelių ir ritinėlių. Kai įvesties velenas sukasi, harmonikos generatoriaus kumštelis ir ritinėliai periodiškai deformuojasi, todėl lanksčios krumpliaračio raibuliai susisuka ir deformuojasi.
Kaip šių trijų pagrindinių komponentų derinys sukuria kintamą greitį? Kalbant apie harmoninių reduktorių konstrukciją ir veikimo principą, kaip vaizdinį paaiškinimo pavyzdį galime naudoti sūpynių pramogų įrangą.
Įsivaizduokite, kad žaidžiate ant sūpynių parke. Sūpykla susideda iš dviejų lentų, vienoje lentoje yra sėdynė, kurioje galite atsisėsti, o kitoje – draugui. Jūsų tikslas yra perduoti jėgą vienas kitam per sūpynes, leidžiant vienas kitam pakilti arba kristi.
1. Lanksčios krumpliaračiai yra kaip sūpynės: harmoniniuose reduktoriuose lanksčios krumpliaračiai veikia kaip sūpynės. Jis pagamintas iš minkštų medžiagų, kaip ir lenta ant sūpynių. Lanksčios pavaros yra prijungtos prie įėjimo ir išėjimo veleno ir perduoda įvesties veleno galią į išėjimo veleną.
2. Kietas ratas yra kaip jūsų draugas: Harmonikos reduktoriuje standus ratas yra tarsi jūsų draugas, sėdintis ant kitos lentos. Tvirtas ratas yra disko -formos metalinis komponentas su fiksuotu dantų skaičiumi. Jis susilieja su išoriniais lanksčios krumpliaračio dantimis, kaip jūs ir jūsų draugai, sėdintys ant dviejų sūpuoklės galų.
3. Harmonikos generatorius yra kaip jūsų veiksmas: Harmonikos generatorius yra kaip jūsų veiksmas ant sūpynės. Kai jūs ir jūsų draugas pakaitomis judate aukštyn ir žemyn, sūpuoklės patiria periodinę deformaciją, panašią į deformaciją, kurią sukelia harmoninio generatoriaus kumštelis ir ritinys.
Naudojant harmoninį generatorių, sukeliantį periodinę lanksčios krumpliaračio deformaciją, lanksčios krumpliaračio forma periodiškai keičiasi ir susilieja su vidiniais standaus rato dantimis. Tokiu būdu jūsų veiksmai su sūpyne (harmonikos generatoriaus deformacija) bus perduoti kitai pusei (lanksti pavara), taip pasiekiama sūpynės pusiausvyra ir galios perdavimas, lygiai kaip harmoninis reduktorius pasiekia lėtėjimą ir sukimo momento perdavimą iš įvesties veleno į išėjimo veleną.
Harmonikos reduktoriuose harmonikos generatoriaus sukuriama deformacija taip pat periodiškai keičia lanksčios pavaros formą ir susilieja su standaus rato vidiniais dantimis. Tokiu būdu įvesties veleno sukimosi judesiai (pvz., Variklio greitis) bus perduodami lanksčiajai pavarai, o lanksčios krumpliaračio ir standaus rato sujungimas užtikrina išėjimo veleno lėtėjimą ir sukimo momento perdavimą. Šis deformacijos ir susijungimo procesas užtikrina galios perdavimą ir perkėlimą, lygiai taip pat, kaip jūsų ir jūsų draugų veiksmai ant sūpynių užtikrina galios perdavimą ir perkėlimą.
Harmoninio reduktoriaus kintamo greičio principas yra periodinė harmonikos generatoriaus generuojama deformacija, kuri keičia lanksčios pavaros formą, taip pasiekiant sukimo momento perdavimą ir kintamo greičio efektą nuo įvesties veleno iki išėjimo veleno.
Negalima nuvertinti harmoninių reduktorių vaidmens pramoniniuose robotuose, nes jie atlieka svarbų vaidmenį pramoniniuose robotuose
1. Tikslus lėtėjimo perdavimas
Norint atlikti tikslias darbo užduotis, pramoniniams robotams reikia didelio{0}}tikslaus judesio ir padėties valdymo. Harmoniniai reduktoriai pasižymi didelėmis-tikslumo perdavimo charakteristikomis ir gali užtikrinti tikslų redukcijos koeficientą, todėl roboto judesiai tampa sklandesni ir tikslesni.
2. Didelio sukimo momento perdavimo galimybė
Pramoniniams robotams paprastai reikia atlaikyti dideles apkrovas ir sukimo momentus. Harmoniniai reduktoriai gali pasiekti didelį sukimo momento perdavimo pajėgumą, esant santykinai mažam tūriui ir svoriui, todėl robotai turi pakankamai galios įvairioms užduotims atlikti.
3. Kompaktiška struktūra
Pramoniniai robotai paprastai turi ribotą erdvę ir reikalauja kompaktiškų perdavimo įrenginių. Kompaktiška harmoninių reduktorių struktūra užima mažiau vietos, todėl pramoninių robotų projektavimui suteikiama daugiau lankstumo ir laisvės.