Harmoninen veto vs planetaarinen vaihteisto: oikean robottinivelen supistimen valinta

Kun yhteistyörobotin rannenivel ajautuu 0,08 mm 1,5 kg:n kuormituksessa, viallinen komponentti on harvoin servomoottori. Se on vähennys. Robottiliitossovelluksissa harmoninen käyttö vs planeettavaihteisto -päätös määrittää sijainnin tarkkuuden, vääntömomenttitiheyden, vaatimustenmukaisuuden ja kustannusten enemmän kuin mikään muu osakokoonpano. Todellinen kysymys ei ole, mikä tekniikka on abstraktisti parempi, vaan se, mikä vastaa nivelen liikeprofiilia.

Tässä oppaassa verrataan molempia tekniikoita käyttäen mitattavia parametreja: välys, vääntöjäykkyys, vääntömomenttiheys, nopeuskyky ja käyttöikä. Se päättyy käytännön valintakehykseen, jota suunnittelija voi soveltaa ennen tilauksen tekemistä.

Harmoninen käyttö vs. planeettavaihteisto: Aloita vastaiskusta ja vääntömomenttitiheydestä

Robottiliitoksissa harmoninen käyttö tarjoaa pienemmän välyksen ja suuremman vääntömomenttitiheyden, kun taas planeettavaihteisto tarjoaa suuremman jäykkyyden ja paremman newtonimetrihinnan.

Välys on lähdön vapaa kulmaliike, kun tuloa pidetään painettuna. Robottiliitoksessa se näkyy kuolleena alueena ohjausvasteessa ja asentovirheenä, kun suunta vaihtuu. Harmoninen käyttö muuttaa taipuisaa linjaa aaltogeneraattorilla, jolloin syntyy kaksi niveltyvää vyöhykettä ilman rakoa. Tyypillinen harmoninen käyttö saavuttaa 1 kaariminuutin tai paremman vastaiskun, ja monet mallit saavuttavat 0,5 kaariminuutin. Vakioplaneettavaihteistossa on sisäinen välys aurinkopyörän ja planeettavaihteiston välillä, joten välys on yleensä 3-15 kaariminuuttia; tarkkuusplaneettayksiköt saavuttavat 1-3 kaarenminuuttia korkeammalla hinnalla.

Vääntömomenttiheys, eli nimellismomentti ulkohalkaisijan yksikköä kohti, on toinen ratkaiseva luku. Yliaaltokäytön flexspline kiertyy halkaisijaltaan suuren pyöreän kiilaan, joten sama pakkauskoko tuottaa suunnilleen kaksi tai kolme kertaa vastaavan planeettavaihteiston vääntömomentin. Robotin nivelelle tämä tarkoittaa pienempää ja kevyempää rannetta, jolla on sama hyötykuorma. Planeettavaihteisto tarvitsee enemmän radiaalista tilaa planeettavaihteilleen, mikä tekee siitä raskaamman samalla vääntömomentilla.

Kun vaatimus on tarkkuuspito, harmonisen vähentäjän syväsukellusopas kattaa yksityiskohtaisemmin lähes nollan vastaiskun ohjausvaikutukset.

BSHF-sarjan taipuisa hammaspyörän alennusholkki onttoakselilla Tämä harmoninen vähennin tarjoaa lähes nollan välyksen ja suuren jäykkyyden, joten se on ihanteellinen tarkkuuspitosovelluksiin. Sen kompakti onttoakselinen rakenne sopii ahtaisiin robottiliitoksiin, ja alhainen vääntöjäykkyys vaikuttaa ohjaimen viritykseen. Näytä tuote →

Jäykkyys ja resonanssi: Miksi harmoninen asema muuttaa koko ohjaussilmukan

Harmonisella käytöllä on pienempi vääntöjäykkyys kuin planeettavaihteistolla, mutta siinä ei myöskään ole melkein mitään takaiskua, ja tämä kauppa muuttaa ohjaimen reagointia.

Vääntöjäykkyys on vastustuskyky kulmapoikkeamiselle kuormituksen alaisena. Planeettavaihteisto, jossa on useita planeettavaihteita vierinässä, on jäykkä; pieni yksikkö voi näyttää 5-10 Nm kaariminuuttia kohden. Harmoninen käyttö on pehmeämpi, koska flexspline on suunniteltu taipumaan. Pienempi jäykkyys yhdistettynä nollavälysväliin tekee asentosilmukasta ennustettavamman, mutta alentaa vääntöresonanssitaajuutta.

Jos robotti suorittaa pisteestä pisteeseen paikantamisen alhaisella nopeudella pienellä hyötykuormalla, harmoninen käyttö voittaa. Jos nivelen on torjuttava ulkoisia voimia tai kestettävä suurta kiihtyvyyttä, jäykempi planeettavaihteisto on helpompi stabiloida, koska ohjaussilmukka voi toimia suuremmalla kaistanleveydellä ilman jännittäviä rakenteellisia tiloja.

Milloin planeettavaihteisto on oikea valinta: Kustannukset, käyttömäärä ja iskukuormat

Planeettavaihteisto on oikea valinta robottinivelille, jotka tarvitsevat yli 4 000 rpm:n syöttönopeuksia, jotka kestävät iskukuormituksia tai joiden on pysyttävä tiukassa budjetissa.

Planeettavaihteistot ovat yleisiä robotiikassa, koska ne ovat tehokkaita, 90–97 % vaihetta kohti, kestäviä ja edullisia. Ne toimivat 5 000 - 10 000 rpm:n tulonopeuksilla, kun taas harmoninen käyttö on normaalisti rajoitettu 3 000 - 4 000 rpm:iin, koska flexspline väsyy nopeammin suurella nopeudella. Planeettavaihteet jakavat kuorman useiden kosketuspisteiden kesken, joten iskuvoimat jakautuvat. Harmonisen taajuusmuuttajan ohut taipuisa linja voi muuttua pysyvästi liiallisessa huippuvääntömomentissa tai törmäyksessä. Hinta on kolmas tekijä: saman runkokoon planeettavaihteisto maksaa tyypillisesti 30–50 prosenttia vähemmän kuin harmoninen käyttö. Kuuden tai seitsemän nivelen robotissa tämä ero on merkittävä.

AHL-sarjan helikaalinen planeettavähennys servomoottoreille Tämä kierre planeettavaihteisto tarjoaa tasaisen, hiljaisen toiminnan ja suuren vääntökapasiteetin. Sen kiinteät laakerit ja huoltovapaa rasva vähentävät seisokkeja, joten se on kustannustehokas valinta teollisuusrobottien olka- ja kyynärakseleille. Näytä tuote →

Kuinka sovittaa reduktori robottiliitokseen: Käytännön valintakehys

Valitse alennusalusta aloittamalla paikannustarkkuusvaatimuksesta, tarkistamalla sitten jatkuva vääntömomentti ja nopeus ja lopuksi vertaamalla kustannuksia ja käyttöikää.

Nivelen todellisten vaatimusten läpityöskentely järjestyksessä estää yleisimmän virheen, joka on vääntömomentille ylimitoitettu mutta tarkkuuden kannalta alimitoitettu supistus.

1. Määritä vaadittu toistettavuus pääteefektorissa, esimerkiksi plus/miinus 0,05 mm.
2. Muunna se kulmaresoluutioksi nivelessä käyttämällä varren segmentin pituutta.
3. Laske jatkuva vääntömomentti moottorin RMS-kuormasta ja huippuvääntömomentti kiihtyvyysprofiilista.
4. Määritä suurin tulonopeus, koska harmonisen taajuusmuuttajan nimellisnopeus on pienempi kuin planeetan.
5. Tarkista vääntöjäykkyys ohjaimen kaistanleveyttä vasten.
6. Vertaa kokonaiskustannuksia, mukaan lukien varaosat ja odotettu käyttöikä.

BEITTON kokemus sekä harmonisista että planeettaajopoluista

BEITTO valmistaa planeettavaihteita, joustavia vaihteita ja monitehoisia vähennyksiä, joten robottinivel voidaan määrittää varastoituista tuoteperheistä sen sijaan, että se lukittaisiin yhteen tekniikkaan.

Zhejiang Beitto Transmission Technology Co., Ltd. (BEITTO) valmistaa erittäin tarkkoja planeettavähennyksiä 18-sarjassa, BSHF-, BCSF- ja BCSG-sarjojen joustavia vaihteistovähennyksiä sekä TD-sarjaa yhden tulon usean ulostulon voimansiirtoon. Yrityksellä on 12 000 neliömetrin tehdas, jossa on yli 90 työntekijää ja yli 20 vuoden kokemus vaihteistoteollisuudesta. BEITTON tuotantolattia noudattaa japanilaisia ​​tarkkuusvalmistusmenetelmiä ja tiukkaa laadunvalvontaa, millä on merkitystä, kun liitoksen on säilytettävä nimellismomentti pitkän käyttöiän ajan.

TDCR-sarja tarjoaa kompaktin monilähtökokoonpanon robottinivelten joustavuuden ja kantavuuden parantamiseksi. The TDCR-sarja on suunniteltu parantamaan robotin nivelten joustavuutta ja kantavuus säilyttäen samalla pienen välyksen.

TD-CR-sarjan onttoakselinen spiraalikulmainen viisteen pienennys Onttoakselisen ulostulon ja pienen välyksen ansiosta tämä kartiohammaspyörästön vähennin parantaa robotin nivelten joustavuutta ja kantavuutta. Sen huoltovapaa muotoilu ja joustava asennus yksinkertaistavat integrointia ja täydentävät moniakselisten järjestelmien harmonisia käyttöjä. Näytä tuote →

Usein kysytyt kysymykset: Harmonic Drive vs Planetary Gearbox for Robotic Joints

Missä supistimessa on pienempi välys robottinivelelle?

Harmonisella käytöllä on pienempi välys, tyypillisesti 1 kaariminuutti tai parempi. Tarkkuusplaneettavaihteisto saavuttaa 1-3 kaarenminuuttia, mutta tavallinen planeettayksikkö on yleensä 3-15 kaarenminuuttia.

Voiko planeettavaihteisto korvata robotin ranteessa olevan harmonisen käytön?

Se voi, mutta liitoksella on suurempi välys ja pienempi vääntömomenttitiheys samalle runkokoolle. Planeettavaihteisto toimii myös nopeammin ja käsittelee iskukuormituksia paremmin, mikä voi olla etu tarttujaakseleilla varustetussa ranteessa.

Mikä on suurin riski valittaessa robottinivelen supistusta?

Suurin riski on valinta pelkästään nimellisvääntömomentin perusteella. Monet insinöörit unohtavat tarkistaa vääntöjäykkyyden, syöttönopeuden ja liitoksen todellisen toistettavuuden. Liian pehmeä alennuslevy voi aiheuttaa värähtelyä, ja liian hidas moottorin enimmäisnopeuteen nähden lyhentää sen käyttöikää.

Kuinka lasken vaihteiston koon robottinivelelle?

Aloita jatkuvalla vääntömomentilla liitoksessa, kerro kiihtyvyyden huippukertoimella 2-3 ja vahvista sitten vaadittu syöttönopeus. Jos nivel tarvitsee tarkkaa pitoa, tarkista myös välys ja jäykkyys asennonsäätösilmukkaa vasten.