Priemyselné roboty sú žiarivou perlou modernej priemyselnej éry, ktorá osvetľuje efektívnu cestu modernej podnikovej výroby a neustále prispieva k znižovaniu nákladov a zvyšovaniu efektívnosti v procese priemyselnej výroby. Čo dáva priemyselným robotom nadľudské schopnosti a podporuje ich efektívnu prevádzku? Ide o zložitý systém, ktorý vyžaduje vrstvy dešifrovania.
Dnes sa pozrime na jednu zo základných súčastí priemyselných robotov: harmonický reduktor. Harmonické reduktory hrajú podobnú úlohu ako systém ľudských kĺbov a sú základnými komponentmi na dosiahnutie efektívneho pohybu a presného riadenia priemyselných robotov. Harmonický reduktor je bežný termín pre harmonický prevod. Zariadenia s harmonickým ozubeným prevodom možno v skutočnosti použiť na spomalenie aj zrýchlenie, ale kvôli ich veľkému prevodovému pomeru (zvyčajne 50-160) sa často používajú na spomalenie v priemyselných robotoch, CNC obrábacích strojoch a iných elektromechanických výrobkoch a bežne sa označujú ako harmonické redukcie.
V štruktúre ľudského tela je kĺbový systém tou časťou, ktorá spája kosti, čo umožňuje ľuďom vykonávať rôzne flexibilné pohyby a činnosti. Kĺbový systém môže otáčať a pohybovať kosťami pod pôsobením svalov, čo umožňuje ľudskému telu vykonávať zložité pohyby, ako je chôdza, beh, vzpieranie atď. Kĺbový systém zohráva úlohu pri prenose a spomalení počas ľudského pohybu, čo umožňuje ľudskému telu efektívne vykonávať rôzne úlohy.
Podobne harmonické redukcie hrajú podobnú úlohu v priemyselných robotoch. Je ekvivalentom „kĺbového systému“ robota, ktorý spája rôzne komponenty robota a umožňuje robotovi vykonávať pohyby a činnosti s vysokou presnosťou a účinnosťou. Harmonické reduktory poskytujú presný prenos spomalenia, rovnako ako systém ľudských kĺbov dosahuje rotáciu a pohyb kostí, čo umožňuje priemyselným robotom presne umiestniť, zostaviť a efektívne sa pohybovať. Kompaktná štruktúra a schopnosť prenosu vysokého krútiaceho momentu harmonických reduktorov, ako je flexibilita a sila ľudského kĺbového systému, umožňujú robotom prispôsobiť sa rôznym pracovným prostrediam a zvládnuť rôzne úlohy.
Harmonický reduktor sa skladá hlavne z troch základných komponentov: tuhé koleso, pružné koleso a harmonický generátor. Jedno z tuhého kolesa, pružného kolesa a harmonického generátora je možné ľubovoľne fixovať, zatiaľ čo ostatné dva komponenty je možné pripojiť na vstup (aktívny) a druhý je možné použiť ako výstup (pasívny) na dosiahnutie spomalenia alebo zrýchlenia.
1. Kruhová drážka: Hladký kovový kotúč s pevným počtom zubov. Tuhé koleso je zvyčajne v zábere s vonkajšími zubami pružného ozubeného kolesa, čo zohráva úlohu pri prenose krútiaceho momentu a zvyšovaní výstupnej tuhosti reduktora.
2. FlexSpline: Pružné prevody sú jedným zo základných komponentov harmonických reduktorov, vyrobených z mäkkého kovu alebo elastických materiálov. Zvyčajne ide o vlnité ozubené koleso bez pevného počtu zubov. Pružné ozubené kolesá môžu podstúpiť elastickú deformáciu pôsobením sily, ktorá sa používa na prenos krútiaceho momentu a dosiahnutie spomalenia.
3. Generátor vĺn: Kľúčový komponent, ktorý generuje deformáciu v harmonických reduktoroch. Pozostáva z jedného alebo viacerých excentrických hriadeľov, vačiek a valčekov. Keď sa vstupný hriadeľ otáča, vačka a valčeky harmonického generátora podliehajú periodickej deformácii, čo spôsobuje, že vlnenie na pružnom prevode sa krúti a deformuje.
Ako kombinácia týchto troch základných komponentov generuje premenlivú rýchlosť? Pokiaľ ide o konštrukciu a princíp fungovania harmonických reduktorov, môžeme použiť hojdačkové zábavné zariadenie ako vizuálny príklad na vysvetlenie.
Predstavte si, že hráte na hojdačke v parku. Hojdačka sa skladá z dvoch dosiek, jedna doska má sedadlo, na ktoré si môžete sadnúť, a druhá doska má sedadlo, na ktoré si môže sadnúť kamarát. Vaším cieľom je prenášať si navzájom energiu cez hojdačku, aby ste si navzájom umožnili stúpať alebo klesať.
1. Pružné prevody sú ako hojdačky: V harmonických reduktoroch fungujú pružné prevody ako hojdačky. Je vyrobený z mäkkých materiálov, rovnako ako doska na hojdačke. Pružné prevody sú spojené so vstupným hriadeľom a výstupným hriadeľom a prenášajú výkon vstupného hriadeľa na výstupný hriadeľ.
2. Pevné koleso je ako váš priateľ: V harmonickom reduktore je tuhé koleso ako váš priateľ, ktorý sedí na inej doske. Pevné koleso je kovový prvok v tvare disku- s pevným počtom zubov. Zapadá do vonkajších zubov pružného prevodu, rovnako ako vy a vaši priatelia sedíte na dvoch koncoch hojdačky.
3. Harmonický generátor je ako vaša akcia: Harmonický generátor je ako vaša akcia na hojdačke. Keď sa vy a váš priateľ striedate v pohybe hojdačky nahor a nadol, hojdačka podlieha periodickej deformácii, podobnej deformácii spôsobenej vačkou a valčekom harmonického generátora.
Použitím harmonického generátora na vyvolanie periodickej deformácie pružného kolesa sa tvar pružného kolesa periodicky mení a zaberá s vnútornými zubami tuhého kolesa. Týmto spôsobom sa vaše pôsobenie na hojdačku (deformácia generátora harmonických) prenesie na druhú stranu (flexibilný prevod), čím sa dosiahne rovnováha a prenos sily na hojdačke, rovnako ako harmonický reduktor dosahuje spomalenie a prenos krútiaceho momentu zo vstupného hriadeľa na výstupný hriadeľ.
V harmonických reduktoroch deformácia generovaná harmonickým generátorom tiež spôsobuje, že tvar pružného ozubeného kolesa sa periodicky mení a zaberá s vnútornými zubami tuhého kolesa. Týmto spôsobom sa rotačný pohyb vstupného hriadeľa (ako je rýchlosť motora) bude prenášať na pružný prevod a záberom medzi pružným prevodom a tuhým kolesom sa dosiahne spomalenie a prenos krútiaceho momentu výstupného hriadeľa. Tento proces deformácie a záberu dosahuje prenos a radenie výkonu, rovnako ako činnosťou vás a vašich priateľov na hojdačke dosiahnete prenos a radenie výkonu.
Princíp premenlivej rýchlosti harmonického reduktora je periodická deformácia generovaná harmonickým generátorom, ktorá mení tvar pružného prevodu, čím sa dosahuje prenos krútiaceho momentu a efekt premenlivej rýchlosti zo vstupného hriadeľa na výstupný hriadeľ.
Úlohu harmonických reduktorov v priemyselných robotoch nemožno podceňovať, pretože v priemyselných robotoch zohrávajú dôležitú úlohu
1. Presný prevod spomalenia
Priemyselné roboty vyžadujú vysoko{0}}presné riadenie pohybu a polohy, aby dosiahli presné pracovné úlohy. Harmonické reduktory majú vysoko{2}}presné prevodové charakteristiky a môžu poskytovať presné redukčné pomery, vďaka čomu sú pohyby robota plynulejšie a presnejšie.
2. Schopnosť prenosu vysokého krútiaceho momentu
Priemyselné roboty zvyčajne potrebujú zvládnuť veľké zaťaženia a krútiace momenty. Harmonické reduktory môžu dosiahnuť schopnosť prenosu vysokého krútiaceho momentu s relatívne malým objemom a hmotnosťou, čo dáva robotom dostatočný výkon na dokončenie rôznych úloh.
3. Kompaktná štruktúra
Priemyselné roboty majú zvyčajne obmedzený priestor a vyžadujú kompaktné prenosové zariadenia. Kompaktná štruktúra harmonických reduktorov zaberá menej miesta a poskytuje väčšiu flexibilitu a mieru voľnosti pri navrhovaní priemyselných robotov.