Harmoninen pelkistin: Syväsuketen opas tarkkaan liikejärjestelmiin

Heräsrmonisen (keräsnteräs -aallon) vähentämisen työperiaatteet ja suorituskykypiirteet

Kuinka venymisaaltomekanismi tuottaa korkeat suhteet kompaktilla pakkauksessa

Eräs harmoninen pelkistin —Kuvin, jota kutsutaan venymäaalto -vaihdelaatikosta - käyttävät joustavaa kuppia (flexspline), jäykkää rengasta, jossa on sisäiset hampaat, ja elliptisen aaltogeneraattorin saavuttaakseen vähennyssuhteet, jotka ovat epätavallisen korkeat yksikön koon ja massan suhteen. Kun aaltogeneraattori deformoi kupin, vain kaksi flexspline -lohkoa kiinnittävät renkaan milloin tahansa, ja koska flexspline on hiukan vähemmän hampaat kuin renkaassa, jokaisella aaltogeneraattorin kierto etenee keittämisessä hampaiden määrän erolla, mikä tuottaa suuren pelkistyksen. Tämä geometria tiivistää kosketukseen liikkuvilla vyöhykkeillä, jotka levittävät kulumisen monien hampaiden yli ja myötävaikuttaa sileään meshingiin. Tuloksena on toimilaitteen vaihe, joka tarjoaa poikkeuksellisen paikannustarkkuuden, jolla on pieni takaisku, erinomainen vääntöjäykkyys ja toistettavissa oleva liike jopa kääntävien kuormien alla.

Miksi takaisku on luonnostaan ​​alhainen ja kuinka se hyödyttää tarkkuusliikettä

Tavanomaisissa vaihdejunissa takaisku johtuu jäykkien hampaiden välisestä puhdistuksesta. Kanta -aallon pelkistimessä joustava muodonmuutos ja kehähammaskääre tuottavat melkein esikopistetun kosketuksen, joka minimoi dramaattisesti vapaan pelin. Sovelluksissa, jotka vaativat kaaren minuutin tai subarc-minuutin toistettavuutta-kuten kameran gimbalit, puolijohteenkäsittely tai kirurginen robotti-tästä ominaisuudesta tulee ratkaiseva etu. Eräs Tarkkuus harmoninen pelkistimen matala takaisku Konfiguraatio auttaa pitämään asennon vääntömomenttien häiriöitä ja mikroväriä vastaan, jotka muuten kertyisivät muotoiluvaiheeksi, jolloin ohjaussilmukka voi käyttää suurempia hyötyjä ilman jännittäviä värähtelyjä.

Tehokkuus, jäykkyys ja elinkaaren näkökohdat

Tehokkuus riippuu suhteesta, voitelusta ja kuormasta; Tyypilliset arvot ovat kilpailukykyisiä pienikokoisten planeettavaiheiden kanssa kohtalaisissa suhteissa, vaikka erittäin korkeat suhteet voivat osoittaa hieman enemmän sisäisiä joustavia tappioita. Aksiaalinen ja säteittäinen jäykkyys muotoilee laakerit ja kotelon geometria, kun taas vääntöjäykkyys heijastaa flexSpline -seinämän paksuuden ja hampaiden kihlojen kaaria. Elinkaari on sidottu voimakkaasti voitelun asianmukaiseen ja lämpötilan hallintaan; Elastillisesti stressaantuneet flex -komponentit voivat toimia useita tuhansia tunteja, jos niitä käytetään määritettyjen vääntömomenttien ja nopeuskuorien sisällä. Suunnittelijoiden tulisi harkita tullisyklejä, joilla on usein aloituspysäytys ja käänneke liike, koska FlexSpline-venymäkenttä pyörii aaltogeneraattorin kanssa ja se on pidettävä väsymisrajojen alapuolella.

Missä harmoniset pelkistimet loistavat - ja missä muut vaihtoehdot saattavat sopia

Harmoniset pelkistimet ovat erinomaisia, kun tarvitset pienikokoisia, korkeat suhteet yhdessä vaiheessa, matala massassa, erittäin alhaisella takaiskulla ja johdonmukainen tarkkuus käyttöiän ajan. Ne ovat luonnollinen sovitettu nivelille, pannukäyttöille, tarkkuus-indeksoinnille ja yhteistyörobottiranteille. J -os sovellus sisältää jatkuvan nopean pyörimisen raskaiden iskukuormien kanssa tai vaatii erittäin suuria syöttönopeuksia, suunnittelijat voivat paritella pelkistimen ylävirran vyöhykkeen kanssa tai harkita vaihtoehtoisia arkkitehtuureja. Silti suurimmassa osassa keskipitkän nopeuden, korkean tarkkuuden tehtäviä, venymisaallon lähestymistapa tuottaa luokan parhaan tilavuuden tehokkuuden ja tarkkuuden kiloa kohden.

Kuorman suhteen: käytännöllinen opas Harmoninen pelkistimen vääntömomentin laskenta

Reaalimaailman vaatimusten kääntäminen mekaanisiin lukuihin

Vahva mitoitusprosessi alkaa kartoittamalla kaikki ulkoiset vääntömomentit: staattinen painovoiman vääntömomentti hyötykuormasta ja linkistä, dynaaminen kiihtyvyysmomentti haluttujen liikeprofiilien, kitkan ja tiivistimien ja häiriömomentin, kuten kaapelin vetämisen, avulla. Lensisää epävarmuuden turvallisuuskertoimet ja sisällytetään työsykli. Ydintavoitteena on varmistaa, että pelkistin voi siirtää piikki- ja RMS -vääntömomentit ilman liiallista lämmitystä tai väsymystä. Suhde valitaan sitten pitämään servomoottori käyttämässä suotuisaa nopeutta ja tornialueita saavuttaen resoluutiotavoitteet. Koska harmoniset pelkistimet tarjoavat erittäin korkeat yksivaiheiset suhteet, voit usein valita pienemmän moottorin vaarantamatta tarkkuutta, mikäli pelkistimen sallittua tulonopeutta kunnioitetaan.

Vaiheittainen työnkulku esimerkkiyhtälöillä

• Laske painovoima vääntömomentti: T _g = m · g · l · cos (θ) Tietoja nivelakselista pahimmassa tapauksessa.
• Laske kiihtyvyyden vääntömomentti: T _a = J · α kanssa J kuin heijastunut hitaus ja α kulmakiihtyvyytenä.
• Summa ulkoiset vääntömomentit ja lisää marginaali: T _req = (T _g T _a T _f ) · SF .
• Valitse suhde, joten moottorin nopeus ja vääntömomentti putoavat sen makeassa pisteessä ja tarkista pelkistimen syöttönopeusrajoitus.
• Tarkista vääntöjäykkyys sijainti- ja asettumisaikatavoitteiden suhteen.

Havainnollistava mitoituskuva

Harkitse rannekeveltä, jonka työkalu on 2,5 kg 0,25 m säteellä, kohdistaen 300 °/s nopealla käännöksellä. Painovoiman vääntömomentti pahimmassa asennossa on noin 2,5 · 9,81 · 0,25 ≈ 6,13 N · m. Oletetaan, että kiihtyvyys lisää 3,5 N · M ja kitka vielä 0,4 n · m. Turvakertoimella 1,6 vaadittu lähtömomentti tulee (6,13 3,5 0,4) · 1,6 ≈ 16,7 N · m. Valitse suhde, jonka avulla moottori voi toimittaa tämän pelkistyksen jälkeen pitäen syötteen nopeus rajoissa ja varmistamalla, että heijastettu hitaus on hallittavissa hallintaan. Lopuksi tarkista jatkuva vääntömomentti nivelen RMS -velvollisuudessa, joten lämpörajoja kunnioitetaan operaatioprofiilin kautta.

Esimerkki parametritaulukosta

Yllä oleva työnkulku ilmentää harmoninen pelkistin vääntömomentti : Määritä, marginaali, tarkista lämpökäyttäytyminen ja iteraation suhde, kunnes toimilaite osuu nopeuden, jäykkyyden ja tarkkuuden tavoitteisiin ilman ylisuuria komponentteja.

Suunnittelu a robottivarren harmoninen pelkistin teollisuussoluissa

Nivelvaatimusten kartoittaminen kinemaattisen ketjun kautta

Moniakselisessa varressa on tyypillisesti vääntömomentin vaatimukset pohjasta toiseen; Tarkkuusvaatimukset kasvavat kuitenkin usein kohti lopputulotetta. Kun valitset a robottivarren harmoninen pelkistin Nivelet, pohja voi suosia suurempaa vääntömomenttia ja jäykkyyttä paikalliselle stabiilisuudelle pitkissä yhteyksissä, kun taas ranne vaatii vähäisen takaiskun ja matalan massan ketteryyden kannalta. Pelkistimen kompakti aksiaalinen ulottuvuus auttaa pitämään käsivarren massakeskuksen lähellä kutakin akselia, vähentämällä vaadittavia vasta-torkuja ja parantamalla energiatehokkuutta työsyklien välillä usein aloituksella ja pysähtymisillä.

Valvonnan näkökohdat: Inertian sovittaminen ja vaatimustenmukaisuus

Koska pelkistimen suhde kertoo moottorin vääntömomentin ja jakaa nopeuden, se lisää myös heijastettua kuormitusten hitautta suhteen neliöllä moottorin näkemällä. Tasapainon saavuttaminen korkean resoluution ja vaatimattoman suhteen välisen tasapainon välillä on välttämätöntä. Liiallinen heijastunut hitaus voi pakottaa konservatiivisen valvontavoittoja ja pidentää laskeutumisaikaa. Pelkistimen vääntövaatimus on otettava huomioon servomalliin; Liian vähän jäykkyyttä voi yhdistää kuormitushitalla ja luoda kevyesti vaimennetut tilat, kun taas jäykempi kokoonpano tukee suurempaa kaistanleveyttä ja terävämpää polun seurantaa ilman ylijäämistä.

Ympäristö- ja luotettavuustekijät

Teollisuussolut paljastavat liitokset lämpötilan heilahteluihin, pölyihin ja satunnaisiin vaikutuksiin. Valitse tiivistys ja voitelu, joka on yhteensopiva ympäristö- ja huoltosuunnitelmien kanssa. Jos käsivarsi kokee usein työkalumuutoksia, harkitse lisäturvamarginaalia ohimeneville vääntömomentteille telakoinnin aikana. Pystysuorille akseleille, joiden on pidettävä kuormaa tehonhäviön aikana, integroida jarru tai valittava vähentäjä, jolla on alhainen sisäinen tausta, joka rajoittaa putoamisen etäisyyttä jarrun kytkemisen yhteydessä.

Käsivarren yhteinen painotus vertailu

Valitsemalla a Kompakti harmoninen pelkistin Cobotille Nivelet

Ihmisen mittakaavan turvallisuus ja kevyiden lähetysten tarve

Yhteistyörobotit jakavat työtilat ihmisten kanssa ja siten priorisoivat sujuvan, luonnostaan ​​turvallisen dynamiikan. Eräs Kompakti harmoninen pelkistin Cobotille Tuottaa pienen kirjekuoren vähentymisen, auttaen kevyitä käsivarsia, jotka rajoittavat inertiaa ja iskuenergiaa. Sileä, nollan lähellä oleva takaiskujen sitoutuminen tukee korkean resoluution vääntömomentin arviointia törmäyksen havaitsemiseksi, kun taas kompaktiteetti mahdollistaa toimilaitteiden sijoittamisen ohuihin linkkiprofiileihin, joita on helpompi suojata ja kiertää turvallisuutta varten.

Taustan ja voimanohjaus

Cobotit hyötyvät nivelistä, jotka voidaan taustalla kohtuullisella vääntömomentilla, jotta järjestelmä pystyy havaitsemaan ja reagoida odottamattomaan kosketukseen. Harmoniset pelkistimet vaihtelevat ilmeisen taustan suhteen suhteesta ja tiivistön kitkasta riippuen; Kohtalaisten suhteiden ja optimoidun voitelun valitseminen auttaa. Koska kobotit kulkevat usein pienemmillä nopeuksilla, joilla on usein ihmisen vuorovaikutus, lämpötila ja jatkuva vääntömomentti - ei vain huippu - on varmistettava. Pienet hammaspyörämoottorit, jotka on pariksi pariksi pelkistimien kanssa, jotka minimoivat vahvistavat pienen voiman hallintaa, mahdollistavat yhteensopivan kokoonpano- ja käsiohjausmoodit.

Hyötykuorma-, työtila- ja työsyklit

Vaikka yhteistyöhyötykuormat voivat olla vaatimattomia, pitkät ulottuvuudet ja pidennetty vaakasuorat asennot voivat silti luoda merkityksellisen painovoiman vääntömomentin. Pelkistimen on oltava mitoitettu pahimpaan tapaukseen, kun otetaan huomioon turvallisuustoiminnot, kuten teho ja voiman rajoittaminen, jotka voivat heikentää sallimat sallittuja nopeuksia. Suunnittelijoiden tulisi mallintaa yleisiä tehtäviä - bin -poiminta, konetta hoitava, kevytruuvituslaitos - todellisen RMS -vääntömomentin määrittämiseksi ja pelkistimen lämpöluokituksen varmistamiseksi ei ylitä jatkuvan yhteistyön aikana.

Cobot-keskittyneet näkökohdat verrattuna yleisiin teollisuusvarsiin

Päätöskehys: Harmoninen pelkistin vs. planeettavaihteisto

Vertaamalla merkittäviä arkkitehtuureja

Sekä venymisaalto että planeettasiirrot voivat tuottaa korkeat suhteet ja vääntömomentin tiheyden, mutta niiden käyttäytyminen eroavat toisistaan ​​sovellusten soveltuvuuteen vaikuttavilla tavoilla. Harmoniset yksiköt korostavat erittäin pieniä takaiskua, kompakteja aksiaalipituuksia ja korkeita yksivaiheisia suhteita, mikä tekee niistä erinomaisia ​​tarkkuusliitoksia ja kompakteja ranteita. Planeettavaiheet tarjoavat tyypillisesti suuremman tulojen nopeuden kyvyn, voimakkaan iskunkestävyyden ja erittäin hyvän tehokkuuden kohtalaisissa suhteissa, jotka voivat olla houkuttelevia jatkuville kierto-akseleille ja tehotiheisille karalle. Arvioitaessa Harmoninen pelkistin vs. planeettavaihteisto Vaihtoehdot, punnitsevat takaiskujen stabiilisuus elinaikana, vääntöjäykkyys, melu, voiteluvälit ja käyttöjakson lämpöjalanjälki.

Vierekkäin vertailutaulukko

Valinta aikomuksella, ei tapa

Jos KPI on toistettava tarkkuus minimaalisella vaatimustenmukaisuudella, a Tarkkuus harmoninen pelkistimen matala takaisku Configuration tarjoaa selkeät edut. Jos KPI on jatkuva nopea kierto ja toistuvien iskujen kestävyys, planeettavaihe voi olla yksinkertaisempi. Monet järjestelmät sekoittavat molemmat: harmoniset ranteessa tarkkuuden ja planeetta -akselien saavuttamiseksi tehon läpimenon aikana. Aloita mitattavissa olevista vaatimuksista, ei vanhoista valinnoista.

Kaiken kokoaminen: valinta, integraatio ja pitkäikäisyys

Käytännöllinen tarkistuslista ensisijainen valinta

• Määritä lähtömomentti: piikki ja RMS, mukaan lukien turvallisuustekijät.
• Aseta tarkkuustavoitteet: sallittua takaiskua, vääntöjäykkyyttä, toistettavuutta.
• Valitse suhde kautta Harmoninen pelkistimen vääntömomentin laskenta ja moottorin sovittaminen.
• Varmista tulonopeusrajoitukset, sallitut ylenmääräiset kuormat ja kantavat käyttöikää.
• Vahvista lämmön nousu käyttöjaksossa; Suunnittele lämpöpolkut ja kiinnitys.
• Arvioi at kompakti harmoninen pelkistin Cobotin tai a robottivarren harmoninen pelkistin .

Integrointihuomautukset, jotka suojaavat tarkkuutta

Asennusten on oltava tasaisia ​​ja aksiaalisia; Jopa pienet väärinkäytökset voivat esitellä esitusainetta ja vääristää flexsplineä, heikentävää elämää. Käytä suositeltuja pulttimomentteja ja sekvenssikuvioita. Vältä ulkoisen iskun lähettämistä kotelon kautta irrottamalla kalusteet mahdollisuuksien mukaan. Kaapelin hallintaa varten reitillä flex -osiot minimoimaan lisättyjä kitkamerkkejä, jotka peittävät herkän törmäyksen havaitsemiskynnykset.

Ylläpitokäytännöt, jotka pitävät takaiskuja alhaisena ajan myötä

Käytä määritettyjä voiteluaineita ja täyttövälejä; Liiallinen tai yhteensopimaton rasva voi nostaa lämpötilaa ja vähentää tehokkuutta. Seuraa lämpötilaa pitkien syklien aikana; Jos asunto kulkee odotettua kuumin, tarkista käyttöjakson oletukset, ympäristön ilmavirta tai suhdevalinta. Mittaa ajoittain staattinen jäykkyys ja sijoitusvirhe testilaitteessa; Nouseva noudattaminen voi varoittaa kulumisesta ennen kuin se vaikuttaa tuotannon laatuun.

Integraatio DO: n ja DONS -yhteenvedon