Harmoninen käyttö vs. planeettavaihteisto: kumpi voittaa SCARA-robottivarsien nivelet?

Kompakti SCARA-robotin käsivarsi, joka suorittaa 24/7 poiminta-ja-asetuksen 0,4 sekunnin sykliajalla, 2 kg:n hyötykuormalla ja 3 000 tunnin jatkuvalla toiminnalla, tekee yhteisen pienennyslaitteen päätöksestä liiketoimintakriittisen. Olkapääakselilla, jossa käsivarren massa ja hyötykuorma muodostavat suurimman momentin, harmoninen käyttö vs planeettavaihteisto valinta määrittää toistettavuuden, huoltovälit ja kokonaiskustannukset akselia kohti.

Mitä SCARA-yhteis vaatii reduktorilta

SCARA-nivelen toiminta-alue on kapea, mutta toleranssibudjetti on tiukka. Ennen kuin vertaat harmonisia ja planeettarakenteita, määrittele kolme ei-neuvoteltavaa vaatimusta: paikannustoistettavuus, momentin jäykkyys ja huippumomenttimomentti.

• Välys: 0,1 - 0,3 kaariminuuttia kyynärpää- ja ranneakselille, 0,5 - 1 kaariminuutti olkapäälle.
• Jäykkyys: vääntöjäykkyyden on kestettävä käsivarren pituus-vahvistettua tärinää.
• Inertiasuhde: vähennysventtiilin roottorin hitaus ja heijastuneen varren hitaus vaikuttavat servon viritykseen.
• Käyttösuhde: useimmat SCARA-nivelet suorittavat 1–2 miljoonaa sykliä vuodessa ilman huoltoikkunoita.

Harmoninen Drive vs Planetaarinen vaihdelaatikko: Missä Harmonic voittaa

Kyynärpää- ja ranneakseleissa harmoninen käyttö tarjoaa pienimmän saavutettavissa olevan välyksen yksivaiheisessa yksikössä. Joustava ulkokiila tai flexspline deformoituu säilyttääkseen kosketuksen pyöreän rihan kanssa, jolloin välys on lähes nolla ilman esijännitysjärjestelmää.

BSHF-sarjan taipuisa vaihteiston pienennys pienin välyksen nivelille Tämä suurella ontolla akselilla ja kompaktilla rungolla suunniteltu supistin tarjoaa korkean vääntömomentin ja jäykkyyden minimoimalla painon, mikä tekee siitä ihanteellisen kevyille robottikäsivarsille ja tarkkuusnivelille. Näytä tuote →

Harmoniset asemat ovat myös kevyin tapa saavuttaa suuri vähennys pienessä kirjekuoressa. Yksi vaihe tarjoaa 50:1 - 160:1, mikä eliminoi toissijaisen hihnan tai vaihteen. 2 kg:n hyötykuorman SCARA:n kyynärakseli näkee mitättömät iskukuormat, joten flexsplinen väsymisraja ei ole rajoittava tekijä nimelliskäytössä.

Harmoninen asema kamppailee 10 kg:n tai sitä suuremman SCARAn olka-akselilla. Yksiosaisella flexspline- ja laakerikokoonpanolla on pienempi iskunsietokyky kuin karkaistulla planeettavaihteistolla. Törmäyksen havaitsemisesta tai nopeista varren päätytyökaluista johtuvat kuormituspiikit voivat ylittää flexsplinen vääntömomenttikapasiteetin ja aiheuttaa pysyvän jäykkyyden.

Missä planetaariset vaihteistot päihittävät harmoniset käyttölaitteet

Planeettavaihteistot voittavat suurempien SCARA-robottien olka-akselin, koska ne käsittelevät suurta vääntömomenttia ja iskukuormia jaetuilla vaihteistoilla. Useat planeettavaihteet jakavat kuorman, joten huippuvääntömomentti jakautuu useiden hampaiden kosketuspisteisiin.

AHB:n planeettavaihteiston supistus pieni välys ja suuri vääntömomentti Karkaistujen ja hiottujen kierrevaihteiden ansiosta tämä alennusmekanismi tarjoaa tasaisen, hiljaisen toiminnan ja suuren jäykkyyden, joten se sopii hyvin olka-akseleille, jotka käsittelevät raskaita kuormia ja toistuvia peruutuksia. Näytä tuote →

AHB-luokan tarkkuusplaneettavähennykset tarjoavat tyypillisesti 1–3 kaarenminuutin välyksen vakiotarkkuusversioissa ja 0,5–1 kaarenminuutin esikuormitetulla lähtölaakerilla. Karkaisun ja hionnan ansiosta hammaspyörän hampaiden kyljet vastustavat pinnan uurtumista jopa toistuvissa start-stop-käännöksissä. Tarkat planeettavähennykset robottiliitoksiin rutiininomaisesti nähdä tällaisia ehtoja.

Nykyaikaisten planeettayksiköiden minimaalinen esijännitys tai laakeri-aluslevyratkaisu voi tuoda virran alle 0,1 mm. Silti sisäiset kylkivälykset tarkoittavat, että mitattu välys lähdössä ei ole lähes koskaan alle 0,5 kaarenminuuttia ilman kehittynyttä jarrua tai kaksoiskäyttövaihetta.

Suora vertailu: Harmoninen veto vs planetaarisen vaihteiston suorituskyky

Alla olevassa taulukossa on yhteenveto tärkeimmistä SCARA-liitosvalinnan mittareista.

Tärkeä rakenteellinen ero: harmoniset käytöt luottavat flexspline-poikkeutukseen vaihteistokontaktin luomiseksi, ja kuormaa kantavat pyöreä kiila ja flexspline samanaikaisesti. Planeettavaihteistot käyttävät kolmea tai neljää identtistä planeettaa kuorman jakamiseen, joten hetkellinen ylikuormitus on anteeksiantavampi.

Tehokkuus, lämmitys ja servo-vuorovaikutus jatkuvassa käytössä

Harmoniset käytöt tarjoavat 60–75 prosentin hyötysuhteen 50:1-suhteella, kun taas planeettavaihteistot saavuttavat tavallisesti 90–95 prosenttia samalla tehosuhteella. Ero näkyy lämmöntuotantona jatkuvassa käytössä SCARA-toiminnoissa. Servomoottorin on syötettävä ylimääräistä virtaa yliaaltovähentimen suuremman kuormittamattoman vääntömomentin voittamiseksi levossa, mikä vaikuttaa säätimen vahvistukseen ja voi aiheuttaa lämpöryömintä kompaktissa varressa.

BEITTO-brändin alle rakentava ZHEJIANG BEITTO TRANSMISSION TECHNOLOGY CO., LTD. on nähnyt tämän vikatilan toistuvasti kentällä: harmoninen kyynärpää, joka menettää asennon tarkkuuden kahdessa vuorossa, koska servokäämin lämpötila nousee 15 celsiusastetta yli nimellisarvon. Planeettavähennykset, joiden vierintäelementtihäviöt ovat yksinkertaisempia, pysyvät viileämpinä saman käyttöjakson aikana.

Päätöskehys SCARA-robottien rakentajille

Valitse supistimen tyyppi toteuttamalla viisivaiheinen arviointiprosessi.

1. Määritä yhteinen toistettavuusbudjetti SCARA-tuotetietolomakkeesta.
2. Laske huippu- ja jatkuva vääntömomentti moottorin valinnasta ja varren dynaamisesta mallista.
3. Mittaa marginaalijäykkyyden vaatimus varren pituutta vasten.
4. Yhdistä alennussuhde servomoottorin nimelliskierrosluvun ja vääntömomentin ikkunaan.
5. Vertaa varren pään työkalujen ja törmäysten välttämisstrategian iskukuormitusluokitusta.

Yleinen sääntö kentältä: jos olka-akselin vääntömomentti ylittää 40 Nm ja robotilla ei ole tiukkaa puhdastilasovellusta, planeettavaihtoehto on turvallisempi suunnitteluvaihtoehto. 5 kg:n hyötykuormaluokan SCARA:lle kyynärpäässä ja ranteessa olevat harmoniset käyttölaitteet tarjoavat kevyemmän, yksinkertaisemman varren, jossa on vähemmän vaihteistoa.

TD-CR-sarjan spiraalikartiohammaspyöräkommutaattori onttoakselin ulostulolla Tässä supistimessa on ontto akselirakenne joustavaa reititystä varten, ja se tarjoaa tasaisen, tehokkaan voimansiirron pienellä välyksen ja suuren vääntömomentin kanssa, mikä tukee moniakselisia kokoonpanoja kompakteissa järjestelmissä. Näytä tuote →

Monet integraattorit Kiinassa ja Euroopassa rakentavat hybridi-SCARA-arkkitehtuuria: planeettavähennys olkapäässä, kaksi harmonista asemaa kyynärpäässä ja ranteessa. Tämä lähestymistapa pitää käsivarren painon alhaalla ja säilyttää samalla vääntömomentin pään olkapäässä. TDCR-sarjan yksituloinen usean lähdön vähennysyksikkö voi palvella myös moniakselimoduuleja, mikä vähentää komponenttien määrää kompaktissa robottikäsivarressa.

Usein kysytyt kysymykset: SCARA:n harmoninen käyttö vs. planeettavaihteisto