Průmyslové roboty jsou zářivou perlou v moderní průmyslové éře, osvětlují efektivní cestu moderní podnikové výroby a neustále umožňují snižování nákladů a zvyšování efektivity v procesu průmyslové výroby. Co dodává průmyslovým robotům nadlidské schopnosti a podporuje jejich efektivní provoz? Jedná se o složitý systém, který vyžaduje vrstvy dešifrování.
Dnes se podívejme na jednu ze základních součástí průmyslových robotů: harmonický reduktor. Harmonické redukce hrají podobnou roli jako systém lidských kloubů a jsou základními součástmi pro dosažení efektivního pohybu a přesného řízení průmyslových robotů. Harmonický reduktor je běžný termín pro harmonický převodový pohon. Zařízení s harmonickým ozubeným převodem lze ve skutečnosti použít jak pro zpomalení, tak pro zrychlení, ale kvůli jejich velkému převodovému poměru (obvykle 50-160) se často používají pro zpomalení v průmyslových robotech, CNC obráběcích strojích a dalších elektromechanických produktech a jsou běžně označovány jako harmonické reduktory.
Ve stavbě lidského těla je kloubní systém tou částí, která spojuje kosti a umožňuje lidem provádět různé flexibilní pohyby a akce. Kloubní systém může otáčet a posouvat kosti působením svalů, což umožňuje lidskému tělu provádět složité pohyby, jako je chůze, běh, vzpírání atd. Kloubní systém hraje roli v přenosu a zpomalení během lidského pohybu, což umožňuje lidskému tělu efektivně plnit různé úkoly.
Podobně harmonické redukce hrají podobnou roli v průmyslových robotech. Je ekvivalentem „kloubního systému“ robota, který spojuje různé součásti robota a umožňuje robotu provádět pohyby a akce s vysokou přesností a účinností. Harmonické redukce zajišťují přesný přenos zpomalení, stejně jako systém lidského kloubu dosahuje rotace a pohybu kostí, což umožňuje průmyslovým robotům přesně polohovat, sestavovat a efektivně se pohybovat. Kompaktní struktura a schopnost přenosu vysokého točivého momentu harmonických reduktorů, jako je flexibilita a síla systému lidského kloubu, umožňují robotům přizpůsobit se různým pracovním prostředím a zvládat různé úkoly.
Harmonický reduktor se skládá hlavně ze tří základních součástí: tuhé kolo, pružné kolo a harmonický generátor. Jedno z tuhého kola, pružného kola a harmonického generátoru lze libovolně fixovat, zatímco další dvě komponenty lze připojit ke vstupu (aktivní) a druhou lze použít jako výstupní (pasivní) pro dosažení zpomalení nebo zrychlení.
1. Kruhová drážka: Hladký kovový kotouč s pevným počtem zubů. Tuhé kolo je obvykle v záběru s vnějšími zuby pružného ozubeného kola, což hraje roli při přenosu točivého momentu a zvýšení výstupní tuhosti reduktoru.
2. FlexSpline: Pružná ozubená kola jsou jednou ze základních součástí harmonických reduktorů, vyrobených z měkkých kovů nebo elastických materiálů. Obvykle se jedná o vlnité ozubené kolo bez pevného počtu zubů. Pružná ozubená kola mohou podléhat elastické deformaci působením síly, která se používá pro přenos točivého momentu a dosažení zpomalení.
3. Generátor vln: Klíčová součást, která generuje deformaci v harmonických reduktorech. Skládá se z jednoho nebo více excentrických hřídelů, vaček a válečků. Když se vstupní hřídel otáčí, vačka a válečky harmonického generátoru podléhají periodické deformaci, což způsobuje kroucení a deformaci vlnění na pružném ozubeném kole.
Jak kombinace těchto tří základních složek generuje proměnnou rychlost? Pokud jde o konstrukci a princip fungování harmonických reduktorů, můžeme použít houpačkové zábavní zařízení jako vizuální příklad pro vysvětlení.
Představte si, že hrajete na houpačce v parku. Houpačka se skládá ze dvou prkének, jedno prkno má sedák pro vás a druhé prkno má sedátko pro kamaráda. Vaším cílem je předávat si navzájem sílu pomocí houpačky a umožnit si navzájem stoupat nebo klesat.
1. Pružná ozubená kola jsou jako houpačky: V harmonických reduktorech fungují flexibilní ozubená kola jako houpačky. Je vyrobena z měkkých materiálů, stejně jako prkno na houpačce. Pružná ozubená kola jsou připojena ke vstupnímu hřídeli a výstupnímu hřídeli a přenášejí výkon vstupního hřídele na výstupní hřídel.
2. Pevné kolo je jako váš přítel: V harmonickém reduktoru je tuhé kolo jako váš přítel sedící na jiném prkně. Pevné kolo je kovová součást-ve tvaru disku s pevným počtem zubů. Zabírá s vnějšími zuby pružného převodu, stejně jako vy a vaši přátelé sedíte na dvou koncích houpačky.
3. Harmonický generátor je jako vaše akce: Harmonický generátor je jako vaše akce na houpačce. Když vy a váš přítel střídáte pohyb houpačky nahoru a dolů, houpačka prochází periodickou deformací, podobnou deformaci způsobené vačkou a válečkem harmonického generátoru.
Použitím harmonického generátoru k vyvolání periodické deformace pružného ozubeného kola se tvar pružného ozubeného kola periodicky mění a zabírá s vnitřními zuby tuhého kola. Tímto způsobem se vaše působení na houpačce (deformace generátoru harmonických) přenese na druhou stranu (flexibilní převod), čímž dosáhnete vyvážení a přenosu síly houpačky, stejně jako harmonický reduktor dosahuje zpomalení a přenosu točivého momentu ze vstupní hřídele na výstupní hřídel.
V harmonických reduktorech způsobuje deformace generovaná harmonickým generátorem také periodickou změnu tvaru pružného ozubeného kola a jeho záběr s vnitřními zuby tuhého kola. Tímto způsobem bude rotační pohyb vstupního hřídele (jako je rychlost motoru) přenášen na pružné ozubené kolo a záběrem mezi pružným ozubeným kolem a tuhým kolem se dosáhne zpomalení a přenosu točivého momentu výstupního hřídele. Tento proces deformace a záběru dosahuje přenosu a řazení výkonu, stejně jako činností vás a vašich přátel na houpačce dosáhnete přenosu a řazení výkonu.
Princip proměnné rychlosti harmonického reduktoru je periodická deformace generovaná harmonickým generátorem, která mění tvar pružného ozubeného kola, čímž se dosahuje přenosu točivého momentu a efektu proměnné rychlosti ze vstupního hřídele na výstupní hřídel.
Roli harmonických reduktorů v průmyslových robotech nelze podceňovat, protože hrají v průmyslových robotech důležitou roli
1. Přesná převodovka zpomalení
Průmyslové roboty vyžadují vysoce{0}}přesné řízení pohybu a polohy, aby dosáhly přesných pracovních úkolů. Harmonické redukce mají vysoce-přesné převodové charakteristiky a mohou poskytovat přesné redukční poměry, díky čemuž jsou pohyby robota plynulejší a přesnější.
2. Schopnost přenosu vysokého točivého momentu
Průmyslové roboty obvykle potřebují zvládnout velká zatížení a krouticí momenty. Harmonické redukce mohou dosáhnout schopnosti přenosu vysokého točivého momentu s relativně malým objemem a hmotností, což dává robotům dostatečný výkon pro provádění různých úkolů.
3. Kompaktní konstrukce
Průmyslové roboty mají obvykle omezený prostor a vyžadují kompaktní přenosová zařízení. Kompaktní struktura harmonických reduktorů zabírá méně místa a poskytuje větší flexibilitu a míru volnosti pro návrh průmyslových robotů.