Harmonic Reducer: คู่มือการดำน้ำลึกสำหรับระบบการเคลื่อนไหวที่มีความแม่นยำสูง

หลักการทำงานและลักษณะการทำงานของการลดฮาร์มอนิก (คลื่นความเครียด)

กลไกคลื่นความเครียดสร้างอัตราส่วนสูงในแพ็คเกจขนาดกะทัดรัดได้อย่างไร

อัน ตัวลดฮาร์มอนิก - ของกล่องเกียร์คลื่นความเครียด - ใช้ถ้วยที่ยืดหยุ่น (Flexspline) วงแหวนแข็งที่มีฟันภายในและเครื่องกำเนิดคลื่นรูปไข่เพื่อให้ได้อัตราส่วนการลดลงที่สูงผิดปกติสำหรับขนาดและมวลของหน่วย เมื่อเครื่องกำเนิดคลื่นเปลี่ยนรูปถ้วยมีเพียงสองกลีบของ flexspline จะมีส่วนร่วมวงแหวนในทันทีและเนื่องจาก flexspline มีฟันน้อยกว่าวงแหวนเล็กน้อยทุกการหมุนของเครื่องกำเนิดคลื่นจึงช่วยเพิ่มความแตกต่างของฟันทำให้เกิดการลดลงอย่างมาก รูปทรงเรขาคณิตนี้เน้นการสัมผัสในโซนที่เคลื่อนที่ซึ่งแพร่กระจายไปทั่วฟันหลายซี่ ผลที่ได้คือเวทีแอคทูเอเตอร์ที่ให้ความแม่นยำในการวางตำแหน่งที่ยอดเยี่ยมด้วยแบ็คแลชต่ำความแข็งแรงบิดที่ยอดเยี่ยมและการเคลื่อนไหวที่ทำซ้ำได้แม้จะอยู่ภายใต้การย้อนกลับ

ทำไมแบคแลชจึงต่ำโดยเนื้อแท้และวิธีการเคลื่อนไหวที่แม่นยำ

ในรถไฟเกียร์ธรรมดาฟันเฟืองเกิดขึ้นจากการกวาดล้างระหว่างฟันแข็ง ในตัวลดคลื่นความเครียดการเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่นและการห่อฟันเส้นรอบวงจะสร้างการติดต่อที่เกือบจะมีการโหลดไว้ล่วงหน้าซึ่งช่วยลดการเล่นฟรีได้อย่างมาก สำหรับแอพพลิเคชั่นที่ต้องใช้ความสามารถในการทำซ้ำแบบอาร์คนาทีหรือย่อยในเวลาไม่ได้-เช่นเดียวกับกล้อง กiม.bอันls การจัดการเซมิคอนดักเตอร์หรือหุ่นยนต์ผ่าตัด-ลักษณะนี้กลายเป็นข้อได้เปรียบที่เด็ดขาด อัน ความแม่นยำฮาร์มอนิกลดแบ็คแลชต่ำ การกำหนดค่าช่วยให้ตำแหน่งต่อการรบกวนแรงบิดและการสั่นสะเทือนแบบไมโครซึ่งอาจสะสมเป็นข้อผิดพลาดในการปรับเส้นเข้าด้วยกันทำให้ลูปควบคุมสามารถใช้กำไรที่สูงขึ้นได้โดยไม่ต้องมีการแกว่งที่น่าตื่นเต้น

ประสิทธิภาพความแข็งและวงจรชีวิต

ประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับอัตราส่วนการหล่อลื่นและโหลด ค่าทั่วไปมีการแข่งขันกับขั้นตอนของดาวเคราะห์ขนาดกะทัดรัดในอัตราส่วนปานกลางแม้ว่าอัตราส่วนที่สูงมากอาจแสดงการสูญเสียแบบยืดหยุ่นภายในเล็กน้อย ความแข็งตามแนวแกนและรัศมีนั้นมีรูปร่างโดยตลับลูกปืนและเรขาคณิตตัวเรือนในขณะที่ความแข็งของแรงบิดสะท้อนความหนาของผนังโค้งงอและส่วนโค้งการมีส่วนร่วมของฟัน วงจรชีวิตเชื่อมโยงอย่างมากกับการหล่อลื่นและการจัดการอุณหภูมิที่เหมาะสม ส่วนประกอบ Flex ที่เน้นย้ำอย่างยืดหยุ่นสามารถทำงานได้หลายพันชั่วโมงหากทำงานภายในแรงบิดและซองจดหมายความเร็วที่ระบุ นักออกแบบควรพิจารณารอบการทำงานที่มีการหยุดเริ่มต้นและย้อนกลับบ่อยครั้งเนื่องจากสนามความเครียดใน Flexspline จะหมุนด้วยเครื่องกำเนิดคลื่นและจะต้องถูกเก็บไว้ต่ำกว่าขีด จำกัด ของความเหนื่อยล้า

ในกรณีที่ตัวลดฮาร์มอนิกเปล่งประกาย - และตัวเลือกอื่น ๆ อาจพอดี

Hอันrmonic reducers เก่งเมื่อคุณต้องการขนาดกะทัดรัดอัตราส่วนสูงในขั้นตอนเดียวมวลต่ำแบ็คแลชต่ำมากและความแม่นยำที่สอดคล้องกันตลอดอายุการใช้งาน พวกเขาเป็นแบบธรรมชาติสำหรับข้อต่อที่ชัดเจนหัวเอียงการทำดัชนีความแม่นยำและข้อมือหุ่นยนต์ทำงานร่วมกัน หากแอปพลิเคชันเกี่ยวข้องกับการหมุนความเร็วสูงอย่างต่อเนื่องพร้อมกับแรงกระแทกอย่างหนักหรือต้องการความเร็วอินพุตสูงมากนักออกแบบอาจจับคู่ตัวลดกับเวทีสายพานต้นน้ำหรือพิจารณาสถาปัตยกรรมสำรอง ถึงกระนั้นในส่วนใหญ่ของงานความเร็วปานกลาง, ความแม่นยำสูง, วิธีการคลื่นความเครียดให้ประสิทธิภาพที่ดีที่สุดในระดับปริมาตรและความแม่นยำต่อกิโลกรัม

จากโหลดต่ออัตราส่วน: คู่มือที่ใช้งานได้จริง การคำนวณแรงบิดลดฮาร์มอนิก

การแปลความต้องการในโลกแห่งความเป็นจริงเป็นตัวเลขเชิงกล

กระบวนการปรับขนาดที่แข็งแกร่งเริ่มต้นด้วยการทำแผนที่แรงบิดภายนอกทั้งหมด: แรงบิดแรงโน้มถ่วงแบบคงที่จากน้ำหนักบรรทุกและลิงก์แรงบิดการเร่งความเร็วแบบไดนามิกจากโปรไฟล์การเคลื่อนไหวที่ต้องการแรงเสียดทานและแรงบิดปิดผนึกและแรงบิดรบกวนเช่นลากสายเคเบิล เพิ่มปัจจัยด้านความปลอดภัยสำหรับความไม่แน่นอนและรวมถึงวัฏจักรหน้าที่ วัตถุประสงค์หลักคือเพื่อให้แน่ใจว่าตัวลดสามารถส่งแรงบิดสูงสุดและ RMS โดยไม่ต้องให้ความร้อนหรือเหนื่อยล้ามากเกินไป จากนั้นอัตราส่วนจะถูกเลือกเพื่อให้เซอร์โวมอเตอร์ทำงานในภูมิภาคความเร็วที่ดี - แรงงานในขณะที่เป้าหมายการแก้ไขเป้าหมาย เนื่องจาก Hอันrmonic Reducers เสนออัตราส่วนขั้นตอนเดียวที่สูงมากคุณจึงสามารถเลือกมอเตอร์ขนาดเล็กได้โดยไม่ต้องลดความแม่นยำหากความเร็วอินพุตที่อนุญาตของตัวลดได้รับการเคารพ

เวิร์กโฟลว์ทีละขั้นตอนพร้อมสมการตัวอย่าง

• คำนวณแรงโน้มถ่วงแรงบิด: T _ก = m · ก · l · cos (θ) เกี่ยวกับแกนร่วมในมุมที่เลวร้ายที่สุด
• คำนวณแรงบิดเร่งความเร็ว: T _a = J ·α , กับ J ตามความเฉื่อยสะท้อนและ α เป็นการเร่งความเร็วเชิงมุม
• รวมแรงบิดภายนอกและเพิ่มระยะขอบ: T _req = (t _g T _a T _f ) · SF .
• เลือกอัตราส่วนเพื่อให้ความเร็วมอเตอร์และแรงบิดตกอยู่ในจุดหวานและตรวจสอบขีด จำกัด ความเร็วอินพุตลด
• ตรวจสอบความแข็งของแรงบิดกับการวางตำแหน่งและเป้าหมายเวลาตกตะกอน

สแน็ปช็อตการปรับขนาดภาพประกอบ

พิจารณาข้อมือข้อมือที่มีเครื่องมือ 2.5 กิโลกรัมที่รัศมี 0.25 ม. กำหนดเป้าหมาย 300 °/s พร้อมการกลับรายการอย่างรวดเร็ว แรงบิดแรงโน้มถ่วงที่ท่าที่เลวร้ายที่สุดคือประมาณ 2.5 · 9.81 · 0.25 ≈ 6.13 N · m สมมติว่าการเร่งความเร็วเพิ่ม 3.5 n · m และแรงเสียดทานอีก 0.4 n · m ด้วยปัจจัยด้านความปลอดภัย 1.6 แรงบิดที่จำเป็นต้องใช้ (6.13 3.5 0.4) · 1.6 ≈ 16.7 N · m เลือกอัตราส่วนที่ช่วยให้มอเตอร์ส่งมอบสิ่งนี้หลังจากลดลงในขณะที่รักษาความเร็วอินพุตภายใต้ขีด จำกัด และมั่นใจได้ว่าความเฉื่อยสะท้อนสามารถจัดการได้สำหรับการควบคุม ในที่สุดตรวจสอบแรงบิดอย่างต่อเนื่องที่หน้าที่ RMS ของร่วมดังนั้นขีด จำกัด ทางความร้อนจึงได้รับการเคารพในโปรไฟล์ภารกิจ

ตัวอย่างตารางพารามิเตอร์

เวิร์กโฟลว์ข้างต้นรวบรวมจิตวิญญาณของ ตัวลดฮาร์มอนิก การคำนวณแรงบิด : ปริมาณ, ระยะขอบ, ตรวจสอบพฤติกรรมความร้อน, และทำซ้ำอัตราส่วนจนกว่าแอคชูเอเตอร์จะยิงความเร็วความแข็งและเป้าหมายความแม่นยำโดยไม่มีส่วนประกอบขนาดใหญ่

การออกแบบไฟล์ Harmonic Reducer สำหรับแขนหุ่นยนต์ ในเซลล์อุตสาหกรรม

การทำแผนที่ข้อกำหนดร่วมกันทั่วห่วงโซ่จลนศาสตร์

แขนหลายแกนมักจะมีคุณสมบัติลดความต้องการแรงบิดจากฐานถึงข้อมือ อย่างไรก็ตามความต้องการความแม่นยำมักจะเพิ่มขึ้นสู่เอฟเฟกต์ปลายทาง เมื่อเลือกไฟล์ Harmonic Reducer สำหรับแขนหุ่นยนต์ ข้อต่อฐานอาจสนับสนุนแรงบิดและความแข็งที่สูงขึ้นสำหรับความมั่นคงของตำแหน่งภายใต้การเชื่อมโยงยาวในขณะที่ข้อมือต้องการฟันเฟืองน้อยที่สุดและมวลต่ำเพื่อความคล่องตัว มิติตามแนวแกนขนาดกะทัดรัดของ Reducer ช่วยให้ศูนย์กลางของมวลอยู่ใกล้กับแกนแต่ละแกนลดแรงบิดเคาน์เตอร์ที่ต้องการและปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานในรอบการทำงานด้วยการเริ่มต้นและหยุดบ่อย

ข้อควรพิจารณาในการควบคุม: การจับคู่ความเฉื่อยและการปฏิบัติตามกฎระเบียบ

เนื่องจากอัตราส่วนลดลงทวีคูณแรงบิดของมอเตอร์และแบ่งความเร็วมันจึงเพิ่มความเฉื่อยในการโหลดโดยสแควร์ของอัตราส่วนตามที่มอเตอร์เห็น การสร้างความสมดุลระหว่างอัตราส่วนสูงสำหรับความละเอียดและอัตราส่วนที่เรียบง่ายสำหรับการควบคุมเป็นสิ่งจำเป็น ความเฉื่อยที่สะท้อนมากเกินไปสามารถบังคับให้ได้รับการควบคุมแบบอนุรักษ์นิยมและยืดเวลาการตกตะกอน การปฏิบัติตามแรงบิดของตัวลดควรได้รับการพิจารณาในรูปแบบเซอร์โว ความแข็งน้อยเกินไปสามารถจับคู่ด้วยความเฉื่อยโหลดและสร้างโหมดที่เปียกชื้นเบา ๆ ในขณะที่การกำหนดค่าที่แข็งแกร่งรองรับแบนด์วิดท์ที่สูงขึ้นและการติดตามเส้นทางที่คมชัดยิ่งขึ้นโดยไม่ต้องใช้งานมากเกินไป

ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมและความน่าเชื่อถือ

เซลล์อุตสาหกรรมเปิดเผยข้อต่อถึงอุณหภูมิชิงช้าฝุ่นและผลกระทบเป็นครั้งคราว เลือกการปิดผนึกและการหล่อลื่นที่เข้ากันได้กับสภาพแวดล้อมและแผนการบำรุงรักษา หากแขนมีการเปลี่ยนแปลงเครื่องมือบ่อยครั้งให้พิจารณาอัตรากำไรขั้นต้นเพิ่มเติมสำหรับแรงบิดชั่วคราวระหว่างการเชื่อมต่อ สำหรับแกนแนวตั้งที่ต้องเก็บโหลดในระหว่างการสูญเสียพลังงานรวมเบรกหรือเลือกตัวลดที่มี backdrivability ภายในต่ำเพื่อ จำกัด ระยะห่างจากการตกในขณะที่เบรกเข้าร่วม

การเปรียบเทียบความสำคัญร่วมกันของ ARM

การเลือกไฟล์ Harmonic Reducer ขนาดกะทัดรัดสำหรับ Cobot ข้อต่อ

ความปลอดภัยของมนุษย์และความต้องการการส่งสัญญาณที่มีน้ำหนักเบา

หุ่นยนต์ทำงานร่วมกันแบ่งปันพื้นที่ทำงานกับผู้คนและจัดลำดับความสำคัญของการเปลี่ยนแปลงที่ราบรื่นและปลอดภัยโดยเนื้อแท้ อัน Harmonic Reducer ขนาดกะทัดรัดสำหรับ Cobot ให้การลดลงอย่างมากในซองจดหมายขนาดเล็กช่วยแขนน้ำหนักเบาที่ จำกัด ความเฉื่อยและผลกระทบพลังงาน การมีส่วนร่วมของแบ็คแลชที่ราบรื่นใกล้เคียงกับศูนย์รองรับการประเมินแรงบิดความละเอียดสูงสำหรับการตรวจจับการชนในขณะที่ความกะทัดรัดช่วยให้แอคทูเอเตอร์ถูกซ่อนไว้ในโปรไฟล์ลิงก์ที่บางซึ่งง่ายต่อการป้องกันและรอบเพื่อความปลอดภัย

ความสามารถย้อนหลังและการควบคุมแรง

Cobots ได้รับประโยชน์จากข้อต่อที่สามารถย้อนหลังด้วยแรงบิดที่สมเหตุสมผลเพื่อให้ระบบสามารถตรวจจับและตอบสนองต่อการติดต่อที่ไม่คาดคิด ตัวลดฮาร์มอนิกแตกต่างกันไปตามความสามารถในการย้อนกลับที่ชัดเจนขึ้นอยู่กับอัตราส่วนและแรงเสียดทาน การเลือกอัตราส่วนปานกลางและการหล่อลื่นที่ดีที่สุดช่วย เนื่องจาก Cobots มักจะวิ่งด้วยความเร็วต่ำกว่าด้วยการมีปฏิสัมพันธ์กับมนุษย์บ่อยครั้งหัวความร้อนและแรงบิดต่อเนื่อง - ไม่เพียงแค่จุดสูงสุด - ควรได้รับการตรวจสอบ มอเตอร์โคกเตอรี่ต่ำจับคู่กับตัวลดที่จะลดการพูดคุยปรับปรุงการควบคุมกำลังขนาดเล็กช่วยให้การประกอบที่สอดคล้องและทำด้วยมือ

Payload พื้นที่ทำงานและรอบการทำงาน

ในขณะที่น้ำหนักบรรทุกร่วมกันอาจจะเรียบง่ายไปถึงระยะยาวและการโพสท่าแนวนอนที่ขยายออกไปยังสามารถสร้างแรงบิดแรงโน้มถ่วงที่มีความหมาย ตัวลดจะต้องมีขนาดสำหรับท่าทางที่เลวร้ายที่สุดในขณะที่บัญชีสำหรับฟังก์ชั่นความปลอดภัยเช่นกำลังและแรง จำกัด ที่อาจทำให้ความเร็วสูงสุดที่อนุญาตได้ นักออกแบบควรสร้างแบบจำลองงานทั่วไป - การเก็บแบบถัง, การดูแลเครื่อง, ไขควงเบา - เพื่อกำหนดแรงบิด RMS ที่แท้จริงและตรวจสอบให้แน่ใจว่าการจัดอันดับความร้อนของตัวลดไม่เกินในระหว่างการทำงานร่วมกันอย่างต่อเนื่อง

ข้อควรพิจารณาที่มุ่งเน้นไปที่ Cobot กับอาวุธอุตสาหกรรมทั่วไป

กรอบการตัดสินใจ: Harmonic Reducer Vs เกี่ยวกับดาวเคราะห์ Gearbox

การเปรียบเทียบสถาปัตยกรรมทั่วตัวชี้วัดที่สำคัญ

ทั้งคลื่นความเครียดและการส่งสัญญาณของดาวเคราะห์สามารถส่งมอบอัตราส่วนและความหนาแน่นของแรงบิดสูง แต่พฤติกรรมของพวกเขาแตกต่างกันในวิธีที่มีผลต่อความเหมาะสมของการใช้งาน หน่วยฮาร์มอนิกเน้นแบคแลชต่ำเป็นพิเศษความยาวตามแนวแกนขนาดกะทัดรัดและอัตราส่วนขั้นตอนเดียวสูงทำให้พวกเขายอดเยี่ยมสำหรับข้อต่อที่แม่นยำและข้อมือขนาดกะทัดรัด ขั้นตอนของดาวเคราะห์มักจะมีความสามารถในการรับอินพุตที่สูงขึ้นความต้านทานต่อแรงกระแทกที่แข็งแกร่งและประสิทธิภาพที่ดีมากในอัตราส่วนปานกลางซึ่งน่าสนใจสำหรับแกนหมุนอย่างต่อเนื่องและแกนหมุนหนาแน่น เมื่อประเมิน Harmonic Reducer Vs Planetary Gearbox ตัวเลือก, ชั่งน้ำหนักความมั่นคงของแบ็คแลชตลอดชีวิต, ความแข็งบิด, เสียง, เสียงหล่อลื่นช่วงเวลาและรอยเท้าความร้อนของรอบการทำงานของคุณ

ตารางเปรียบเทียบแบบเคียงข้างกัน

การเลือกด้วยเจตนาไม่ใช่นิสัย

หาก KPI ของคุณมีความแม่นยำซ้ำ ๆ โดยมีการปฏิบัติตามน้อยที่สุด ความแม่นยำฮาร์มอนิกลดแบ็คแลชต่ำ การกำหนดค่ามีข้อดีที่ชัดเจน หาก KPI ของคุณคือการหมุนความเร็วสูงอย่างต่อเนื่องและความยืดหยุ่นในการช็อตซ้ำ ๆ เวทีดาวเคราะห์อาจจะง่ายขึ้น หลายระบบผสมผสานทั้งสอง: ฮาร์มอนิกที่ข้อมือเพื่อความแม่นยำและดาวเคราะห์ที่แกนก่อนหน้านี้สำหรับปริมาณงานพลังงาน เริ่มต้นจากข้อกำหนดที่วัดได้ไม่ใช่ตัวเลือกดั้งเดิม

รวบรวมทั้งหมดเข้าด้วยกัน: การเลือกการรวมและอายุยืน

รายการตรวจสอบที่ใช้งานได้จริงสำหรับการเลือกครั้งแรกผ่าน

• กำหนดแรงบิดออก: จุดสูงสุดและ RMS รวมถึงปัจจัยด้านความปลอดภัย
• ตั้งเป้าหมายความแม่นยำ: แบ็คแลชที่อนุญาตความแข็งของแรงบิดความสามารถในการทำซ้ำ
• เลือกอัตราส่วนผ่าน การคำนวณแรงบิดลดฮาร์มอนิก และการจับคู่มอเตอร์
• ตรวจสอบขีด จำกัด ความเร็วอินพุต, โหลดที่อนุญาตและแบกอายุการใช้งาน
• ยืนยันการเพิ่มขึ้นของความร้อนในรอบการทำงาน; วางแผนเส้นทางความร้อนและการติดตั้ง
• ประเมินความสามารถในการย้อนกลับและการปฏิบัติตามข้อกำหนดสำหรับงานที่ควบคุมด้วยกำลังในก กะทัดรัด ตัวลดฮาร์มอนิก สำหรับ Cobot หรือ Harmonic Reducer สำหรับแขนหุ่นยนต์ .

บันทึกการรวมที่ปกป้องความถูกต้อง

ใบหน้าที่ติดตั้งจะต้องแบนและร่วมแกน; แม้แต่การจัดแนวเล็ก ๆ ก็สามารถโหลดตลับลูกปืนและบิดเบือนความยืดหยุ่นได้ ใช้แรงบิดโบลต์ที่แนะนำและรูปแบบลำดับ หลีกเลี่ยงการส่งแรงกระแทกจากภายนอกผ่านตัวเรือนโดยแยกการติดตั้งหากเป็นไปได้ สำหรับการจัดการสายเคเบิลส่วนของ Route Flex เพื่อลดแรงบิดแรงเสียดทานที่เพิ่มขึ้นซึ่งจะปกปิดเกณฑ์การตรวจจับการชนที่ละเอียดอ่อน

แนวทางปฏิบัติด้านการบำรุงรักษาที่ทำให้แบ็คแลชต่ำเมื่อเวลาผ่านไป

ใช้ระยะเวลาน้ำมันหล่อลื่นที่ระบุและการเติม จาระบีที่มากเกินไปหรือเข้ากันไม่ได้สามารถยกระดับอุณหภูมิและลดประสิทธิภาพ ติดตามอุณหภูมิในระหว่างรอบยาว หากที่อยู่อาศัยทำงานร้อนกว่าที่คาดไว้ให้ทบทวนสมมติฐานรอบการทำงานการไหลเวียนของอากาศรอบข้างหรือการเลือกอัตราส่วน วัดความแข็งแบบคงที่และข้อผิดพลาดในการวางตำแหน่งเป็นระยะในการทดสอบ การปฏิบัติตามกฎระเบียบที่เพิ่มขึ้นสามารถเตือนการสึกหรอก่อนที่จะส่งผลกระทบต่อคุณภาพการผลิต

Integration ทำ's และไม่สรุป