A modern ipari gyártósorokon az ipari robotok nagy ismételhetőségű és szigorú precizitási követelmények mellett vállalnak feladatokat. A 24-órás non-stop készülékek stabil működésének kulcsa a precíz mechanikus erőátviteli rendszerben rejlik. Ez a cikk az ipari robotátviteli rendszerek alapvető technológiáival és gyakorlati alkalmazásaival foglalkozik.
Az általános átviteli módszerek jellemzői és alkalmazásai
Az ipari robotok átviteli rendszere több átviteli módból áll, mindegyik egyedi teljesítményével és alkalmazható forgatókönyveivel.
A sebességváltó az egyik legszélesebb körben használt átviteli mód. Az erőt a fogaskerekek közötti hálón keresztül továbbítja, több mint 98%-os átviteli hatásfokkal, és nagy-precíziós mozgásvezérlést tesz lehetővé. Az autógyártás hegesztőállomásán a robotkar precíziós fogaskerék-áttételre támaszkodik a hegesztési feladatok elvégzéséhez ± 0,1 milliméteres ismétlési pontossággal. A fogaskerekes sebességváltó azonban rendkívül nagy beépítési pontosságot igényel, és a túlzott szerelési hibák fokozott működési zajhoz és rendellenes kopáshoz vezethetnek, így a telepítéshez és a hibakereséshez szakemberre van szükség.
A szinkron szíjak a szíjhajtások legelterjedtebb típusai, amelyeket általában zaj--érzékeny és költségérzékeny{1}}forgatókönyvekben használnak. Például az élelmiszercsomagoló gyártósoron lévő válogatórobot szinkron szíjhajtást alkalmaz, amely percenként több tucatszori válogatási sebességet biztosít, és 60 decibel alatti működési zajt képes szabályozni. Vannak azonban a szíjátvitelben rejlő hibák, amelyek túlterhelés vagy jelentős indítási ütések esetén könnyen megcsúszhatnak, ami korlátozza az alkalmazást nagy igénybevételű forgatókönyvekben.
A lánchajtás a nagy teherbírású{0}}robotok kedvelt választásává vált, köszönhetően a kiváló teherbírásnak-. A logisztikai raktárakban található nagy teherbírású-felrakó darukon a görgős láncos hajtómű könnyedén képes több száz newtonméter nyomaték átvitelére, így tonnás áruk függőleges emelését éri el. A lánc azonban rendszeres kenésre és karbantartásra szorul, különben a kopás miatt a osztás meghosszabbodhat, ami befolyásolja a sebességváltó pontosságát, sőt törést is okozhat.
A csigakerekes sebességváltó egyedülálló önzáró tulajdonságokkal{0}} rendelkezik, és általában olyan helyzetekben használatos, amikor a helyzet fenntartása szükséges. Például a permetezőrobot forgóplatformja csigahajtóművet alkalmaz, hogy áramkimaradás esetén automatikusan rögzítse pozícióját, megelőzve a szórópisztoly véletlen kilengése által okozott biztonsági baleseteket. Ám átviteli hatékonysága viszonylag alacsony, általában 70-80%.
Az átviteli rendszer közös tervezése
Egy hattengelyes ipari robot átviteli rendszere több technológia integrálása. A szervomotor biztosítja a teljesítményt, a reduktor felelős a fordulatszám csökkentéséért és a nyomaték növeléséért, az olyan alkatrészek pedig, mint a fogaskerekek és a tengelykapcsolók, teljes erőátvitelt és mozgásátalakítást végeznek.
A különböző alkatrészek a terhelési jellemzők alapján különböző átviteli sémákat választanak: a robotbázis általában RV reduktorokat használ, amelyek kompakt szerkezetűek és akár 1500 N · m nyomatékot is kibírnak; A korlátozott hely miatt a csukló területén gyakran használnak felharmonikus reduktorokat, amelyek térfogata csak egy-harmada az azonos specifikációjú RV reduktorokénak, mégis ± 15 ívpercnyi pozicionálási pontosságot tudnak elérni; A véghatást egy mikroszinkron szíj hajthatja meg, hogy megfeleljen a rugalmas és könnyű mozgási követelményeknek.
Az autó-összeszerelősoron egy bizonyos robotmodell sebességváltó-rendszere rendkívül reprezentatív: az alap kettős fogaskerék-hézagszerkezetet alkalmaz, amely kiküszöböli a hajtómű holtjátékát az előfeszítés révén, és nulla holtjáték-forgást ér el; A felkar golyós csavarpárokat és lineáris vezetőket használ a milliméteres szintű pozicionálás eléréséhez lineáris mozgáshoz; A csuklóízület harmonikus szűkítője a nagy-precíziós csapágyakkal kombinálva ± 0,02 fokos finombeállítást tesz lehetővé.
A teljesítmény és a költségek egyensúlya
Az ipari robotátviteli rendszerek tervezése mindig egyensúlyban tartja a pontosságot, az élettartamot és a költségeket. A nagy-precíziós harmonikus reduktorok átviteli hibája 1 ívperc alatt szabályozható, de a bonyolult rugalmas kerékszerkezet magas gyártási költségekhez vezet, és speciális ötvözött acélanyagokat igényel. A félvezetőgyártás területén az ostyakezelő robotok harmonikus reduktorainak éves karbantartási költsége eléri a 300 000 jüant, ami a teljes berendezés karbantartási költségének 40%-át teszi ki.
Az általános ipari alkalmazásoknál a mérnökök nagyobb hangsúlyt fektetnek a költséghatékonyságra{0}}. A hajtómű hőkezelési folyamatának optimalizálásával, nagy kopásállóságú-anyagok használatával, valamint a hosszantartó-kenőzsírral kombinálva a karbantartási ciklus több mint 3000 órára meghosszabbítható. Egy bizonyos autóhegesztő műhelyben a ponthegesztő robotot úgy fejlesztették, hogy 20 000 órán keresztül folyamatos hibamentes{6}}működést érjen el, hatékonyan csökkentve ezzel az állásidő karbantartási költségeit.
A megfelelő karbantartás és karbantartás kulcsfontosságú az átviteli rendszer élettartamának meghosszabbításához. Egy bizonyos élelmiszer-feldolgozó üzem szigorúan bevezeti a reduktor kenőolajának 2000 óránkénti cseréjének rendszerét. Egy raklapozó robot 8 éve folyamatosan működik, és továbbra is jó teljesítményt nyújt, ami 30%-kal hosszabb, mint a hagyományos karbantartási ciklus.
Technológiai fejlődési irányzatok
Az ipari automatizálás fejlődésével a mechanikus erőátviteli rendszerek az intelligencia és az integráció felé fejlődnek. A beépített -érzékelőkkel rendelkező intelligens reduktor valós időben figyelheti a hőmérsékletet, a rezgést és egyéb paramétereket, és az IoT-technológián keresztül adatokat tölthet fel a felügyeleti rendszerbe a prediktív karbantartás érdekében. Az önkenő{3}}anyagok alkalmazása több mint 10 000 órára növeli a sebességváltó-alkatrészek karbantartási intervallumát.
Az integrált kialakítás egyetlen modulba integrálja az olyan alkatrészeket, mint a motorok, reduktorok, jeladók stb. Miközben 40%-kal csökkenti egy bizonyos márkájú együttműködő robot közös moduljának térfogatát, egy nyomaték-visszacsatolási funkciót is integrál, ami biztonságosabb emberi-gépi együttműködést tesz lehetővé. Ezen innovatív technológiák alkalmazása az ipari robotátviteli rendszerek fejlesztését a nagyobb teljesítmény és az alacsonyabb költségek irányába tereli.