Industriële robots zijn een stralende parel in het moderne industriële tijdperk, die het efficiënte pad van de moderne bedrijfsproductie verlichten en voortdurend kostenreductie en efficiëntieverbetering in het industriële productieproces mogelijk maken. Wat geeft industriële robots bovenmenselijke vermogens en ondersteunt hun efficiënte werking? Dit is een complex systeem dat decoderingslagen vereist.
Laten we vandaag een van de kerncomponenten van industriële robots onderzoeken: harmonische reducer. Harmonische reductoren spelen een rol die vergelijkbaar is met het menselijke gewrichtssysteem en zijn de kerncomponenten voor het bereiken van effectieve beweging en nauwkeurige controle van industriële robots. Harmonische reductor is een algemene term voor harmonische tandwielaandrijving. Harmonische tandwieloverbrengingsapparaten kunnen feitelijk worden gebruikt voor zowel vertraging als versnelling, maar vanwege hun grote overbrengingsverhouding (meestal 50-160) worden ze vaak gebruikt voor vertraging in industriële robots, CNC-bewerkingsmachines en andere elektromechanische producten, en worden ze gewoonlijk harmonische reductoren genoemd.
In de menselijke lichaamsstructuur is het gewrichtssysteem het onderdeel dat botten verbindt, waardoor mensen verschillende flexibele bewegingen en acties kunnen uitvoeren. Het gewrichtssysteem kan botten roteren en verplaatsen onder invloed van spieren, waardoor het menselijk lichaam complexe bewegingen kan uitvoeren, zoals lopen, rennen, gewichtheffen, enz. Het gewrichtssysteem speelt een rol bij de overdracht en vertraging tijdens menselijke bewegingen, waardoor het menselijk lichaam verschillende taken efficiënt kan uitvoeren.
Op dezelfde manier spelen harmonische reductoren een vergelijkbare rol in industriële robots. Het komt overeen met het "gewrichtssysteem" van de robot, dat verschillende componenten van de robot met elkaar verbindt, waardoor de robot bewegingen en acties met hoge precisie en efficiëntie kan voltooien. Harmonische reductoren zorgen voor een nauwkeurige vertragingsoverdracht, net zoals het menselijke gewrichtssysteem de rotatie en beweging van botten tot stand brengt, waardoor industriële robots nauwkeurig kunnen positioneren, assembleren en efficiënt bewegen. De compacte structuur en het hoge koppeloverdrachtsvermogen van harmonische reductoren, zoals de flexibiliteit en kracht van het menselijke gewrichtssysteem, stellen robots in staat zich aan te passen aan verschillende werkomgevingen en verschillende taken uit te voeren.
Het harmonische verloopstuk bestaat hoofdzakelijk uit drie basiscomponenten: stijf wiel, flexibel wiel en harmonische generator. Eén van de starre wielen, flexibele wielen en harmonische generatoren kan willekeurig worden vastgezet, terwijl de andere twee componenten kunnen worden aangesloten op de ingang (actief) en de andere kan worden gebruikt als uitgang (passief) om vertraging of versnelling te bereiken.
1. Cirkelvormige spiebaan: een gladde metalen schijf met een vast aantal tanden. Het starre wiel is meestal in ingrijping met de buitenste tanden van het flexibele tandwiel, wat een rol speelt bij het overbrengen van koppel en het vergroten van de uitgangsstijfheid van het reductiemiddel.
2. FlexSpline: Flexibele tandwielen zijn een van de kerncomponenten van harmonische verloopstukken, gemaakt van zacht metaal of elastische materialen. Het is meestal een gegolfd tandwiel zonder vast aantal tanden. Flexibele tandwielen kunnen onder invloed van kracht elastische vervorming ondergaan, die wordt gebruikt voor het overbrengen van koppel en het bereiken van vertraging.
3. Golfgenerator: een belangrijk onderdeel dat vervorming genereert in harmonische reductoren. Het bestaat uit een of meer excentrische assen, nokken en rollen. Wanneer de ingaande as draait, ondergaan de nok en de rollen van de harmonische generator periodieke vervorming, waardoor de rimpelingen op het flexibele tandwiel gaan draaien en vervormen.
Hoe zorgt de combinatie van deze drie basiscomponenten voor een variabele snelheid? Als het gaat om de constructie en het werkingsprincipe van harmonische reductoren, kunnen we wip-amusementapparatuur als visueel voorbeeld gebruiken om uit te leggen.
Stel je voor dat je op een wip in het park speelt. De wip bestaat uit twee planken, het ene bord heeft een zitje waar jij op kunt zitten en het andere plankje heeft een zitje waar een vriend(in) op kan zitten. Je doel is om via een wip kracht naar elkaar over te brengen, waardoor je elkaar kunt laten stijgen of dalen.
1. Flexibele tandwielen zijn als wippen: in harmonische verloopstukken werken flexibele tandwielen als wippen. Het is gemaakt van zachte materialen, net als het bord van een wip. Flexibele tandwielen zijn verbonden met de ingaande en uitgaande as en brengen het vermogen van de ingaande as over naar de uitgaande as.
2. Het stijve wiel is als je vriend: in een harmonisch verloopstuk is het stijve wiel alsof je vriend op een ander board zit. Een stijf wiel is een schijf-vormig metalen onderdeel met een vast aantal tanden. Het past in de buitenste tanden van het flexibele tandwiel, net zoals jij en je vrienden op twee uiteinden van een wip zitten.
3. Harmonische generator is als je actie: Harmonische generator is als je actie op een wip. Wanneer jij en je vriend de wipbeweging afwisselend op en neer bewegen, ondergaat de wip periodieke vervorming, vergelijkbaar met de vervorming veroorzaakt door de nok en de rol van een harmonische generator.
Door een harmonische generator te gebruiken om periodieke vervorming van het flexibele tandwiel teweeg te brengen, verandert de vorm van het flexibele tandwiel periodiek en komt in ingrijping met de interne tanden van het starre wiel. Op deze manier worden uw acties op de wip (vervorming van de harmonische generator) doorgegeven aan de andere partij (flexibele versnelling), waardoor balans en krachtoverbrenging van de wip wordt bereikt, net zoals de harmonische reductor vertraging en koppeloverdracht van de ingaande as naar de uitgaande as bereikt.
Bij harmonische reductoren zorgt de vervorming die wordt gegenereerd door de harmonische generator er ook voor dat de vorm van het flexibele tandwiel periodiek verandert en ingrijpt in de interne tanden van het stijve wiel. Op deze manier wordt de rotatiebeweging van de ingaande as (zoals de snelheid van de motor) overgebracht op het flexibele tandwiel, en zorgt de ingrijping tussen het flexibele tandwiel en het stijve wiel voor de vertraging en koppeloverdracht van de uitgaande as. Dit vervormings- en samenvoegingsproces zorgt voor de overdracht en verschuiving van macht, net zoals de acties van jou en je vrienden op een wip de overdracht en verschuiving van macht bewerkstelligen.
Het variabele snelheidsprincipe van de harmonische reductor is de periodieke vervorming die wordt gegenereerd door de harmonische generator, die de vorm van het flexibele tandwiel verandert, waardoor koppeloverdracht en een variabel snelheidseffect van de ingaande as naar de uitgaande as worden bereikt.
De rol van harmonische reductoren in industriële robots kan niet worden onderschat, aangezien ze een belangrijke rol spelen in industriële robots
1. Nauwkeurige vertragingstransmissie
Industriële robots vereisen uiterst nauwkeurige bewegings- en positiecontrole- om nauwkeurige werktaken uit te voeren. Harmonische reductoren hebben uiterst nauwkeurige transmissiekenmerken- en kunnen nauwkeurige reductieverhoudingen bieden, waardoor robotbewegingen soepeler en nauwkeuriger worden.
2. Overbrengingsvermogen met hoog koppel
Industriële robots moeten doorgaans grote belastingen en koppels aan. Harmonische reductoren kunnen een hoog koppeloverdrachtvermogen bereiken met een relatief klein volume en gewicht, waardoor robots voldoende kracht krijgen om verschillende taken uit te voeren.
3. Compacte structuur
Industriële robots hebben doorgaans een beperkte ruimte en vereisen compacte transmissieapparaten. De compacte structuur van harmonische reductoren neemt minder ruimte in beslag, wat meer flexibiliteit en vrijheidsgraden biedt voor het ontwerp van industriële robots.