Harmonik Tahrik ve Planet Şanzıman: SCARA Robot Kol Bağlantılarında Hangisi Kazanır?

2 kg taşıma kapasitesi ve 3.000 saatlik sürekli çalışma ile 0,4 saniyelik döngü süresinde 7/24 alma ve yerleştirme işlemi gerçekleştiren kompakt SCARA robot kolu, bağlantı noktasında redüktör kararını iş açısından kritik hale getirir. Kol kütlesi ve taşıma yükünün birleşiminin en yüksek momenti oluşturduğu omuz ekseninde, Harmonik tahrik vs planet dişli kutusu seçim tekrarlanabilirliği, bakım aralıklarını ve eksen başına toplam maliyeti belirler.

Bir SCARA Ortak Bir Redüktörden Ne Talep Eder?

Bir SCARA bağlantısının çalışma kapsamı dardır ancak tolerans bütçesi dardır. Harmonik ve planet tasarımları karşılaştırmadan önce tartışılamaz üç gereksinimi tanımlayın: konumlandırma tekrarlanabilirliği, moment sertliği ve anlık tepe tork.

• Boşluk: Dirsek ve bilek eksenleri için 0,1 ila 0,3 ark dk., omuz için 0,5 ila 1 ark dk.
• Sertlik: burulma sertliği, kol boyu güçlendirilmiş titreşim modlarına dayanıklı olmalıdır.
• Atalet oranı: redüktör rotor ataleti ve yansıtılan kol ataleti servo ayarını etkiler.
• Görev döngüsü: SCARA bağlantılarının çoğu, bakım aralıkları olmadan yılda 1 ila 2 milyon döngü gerçekleştirir.

Harmonik Tahrik ve Planet Şanzıman: Harmonik'in Kazandığı Yer

Dirsek ve bilek eksenleri için harmonik tahrik, tek kademeli bir ünitede elde edilebilecek en düşük boşluğu sağlar. Esnek dış spline veya flex spline, dairesel spline ile teması korumak için deforme olur ve ön yükleme sistemi olmadan sıfıra yakın boşluk sağlar.

Düşük Boşluklu Bağlantılar için BSHF Serisi Esnek Dişli Redüktörü Büyük bir içi boş mil ve kompakt gövdeyle tasarlanan bu redüktör, ağırlığı en aza indirirken yüksek tork ve sağlamlık sunarak hafif robot kolları ve hassas bağlantılar için idealdir. Ürünü Görüntüle →

Harmonik sürücüler aynı zamanda küçük bir alanda yüksek azalma elde etmenin en hafif yoludur. Tek bir aşama 50:1 ila 160:1 sağlar, bu da ikincil bir kayış veya dişli aşamasını ortadan kaldırır. 2 kg'lık bir SCARA taşıma yükü için, dirsek ekseni ihmal edilebilir şok yüklerini görür, bu nedenle esnek spline'ın yorulma sınırı nominal görevde sınırlayıcı bir faktör değildir.

10 kg veya daha büyük SCARA'da harmonik sürücünün zorlandığı yer omuz eksenidir. Tek parçalı esnek spline ve yatak düzeneği, sertleştirilmiş planet dişli setine göre daha düşük şok toleransına sahiptir. Çarpışma tespitinden veya yüksek hızlı kol sonu takımlamadan kaynaklanan yük artışları, esnek spline'ın tork kapasitesini aşabilir ve kalıcı sertleşmeye neden olabilir.

Planet Redüktörlerin Harmonik Sürücüleri Yendiği Yer

Planet dişli kutuları, daha büyük SCARA robotlarının omuz eksenini kazanır çünkü bölünmüş yük dişli düzeniyle yüksek tork ve şok yükleri idare ederler. Birkaç planet dişlisi yükü paylaşır, böylece en yüksek tork birçok diş temas noktasına dağıtılır.

Düşük Boşluklu ve Yüksek Torklu AHB Planet Redüktör Redüktörü Sertleştirilmiş ve taşlanmış helisel dişlilere sahip olan bu redüktör, düzgün, sessiz çalışma ve yüksek sertlik sağlayarak ağır yükleri ve sık geri dönüşleri kaldıran omuz eksenleri için çok uygun hale getirir. Ürünü Görüntüle →

AHB sınıfındaki hassas planet redüktörler tipik olarak standart hassas versiyonlarda 1 ila 3 ark dakika boşluk ve önceden yüklenmiş çıkış yatağıyla 0,5 ila 1 ark dakika boşluk sunar. Sertleştirme ve taşlama yoluyla dişli dişi yanları, sık sık start-stop geri dönüşlerinde bile yüzey çukurlaşmasına karşı direnç gösterir. Robot eklemleri için hassas planet redüktörler bu tür koşulları rutin olarak görüyoruz.

Modern planeter ünitelerdeki minimum ön yükleme veya yatak rondelası çözümü, salgıyı 0,1 mm'nin altına getirebilir. Yine de iç kanat açıklıkları, karmaşık bir fren veya çift sürücülü aşama olmadan çıkışta ölçülen geri tepmenin neredeyse hiçbir zaman 0,5 ark dakikanın altında olmayacağı anlamına gelir.

Doğrudan Karşılaştırma: Harmonik Tahrik ve Planet Şanzıman Performansı

Aşağıdaki tablo, SCARA ortak seçimi için en uygun ölçümleri özetlemektedir.

Önemli bir yapısal fark: Harmonik sürücüler, dişli teması oluşturmak için esnek spline sapmasına dayanır ve yük, eşzamanlı olarak dairesel spline ve flexspline tarafından taşınır. Planet dişli kutuları yükü dağıtmak için üç veya dört özdeş gezegen kullanır, bu nedenle anlık aşırı yüklenme daha affedicidir.

Sürekli Görev Altında Verimlilik, Isınma ve Servo Etkileşimi

Harmonik sürücüler 50:1 oranında yüzde 60 ila 75 verimlilik sağlarken, planet dişli kutuları genellikle aynı çıkış oranında yüzde 90 ila 95'e ulaşır. Fark, sürekli çalışan SCARA operasyonlarında ısı üretimi olarak ortaya çıkıyor. Servo motorun, hareketsiz durumdaki harmonik redüktörün yüksek yüksüz torkunun üstesinden gelmek için ekstra akım sağlaması gerekir; bu, kontrolör kazancını etkiler ve kompakt bir kolda termal kaymaya neden olabilir.

BEITTO markası altında kurulan ZHEJIANG BEITTO TRANSMISSION TECHNOLOGY CO., LTD., sahada bu arıza moduna defalarca tanık oldu: iki vardiyalı bir günün ardından servo sargı sıcaklığının nominalin 15 santigrat derece üzerine çıkması nedeniyle konum doğruluğunu kaybeden harmonik tahrikli bir dirsek. Planet redüktörler, daha basit yuvarlanma elemanı kayıpları ile aynı görev döngüsünde daha soğuk kalır.

SCARA Robot Üreticileri için Karar Çerçevesi

Beş adımlı değerlendirme sürecini uygulayarak redüktör tipini seçin.

1. SCARA ürün spesifikasyon sayfasından ortak tekrarlanabilirlik bütçesini tanımlayın.
2. Motor seçiminden ve kol dinamik modelinden tepe ve sürekli torku hesaplayın.
3. Kol uzunluğuna göre marjinal sertlik gereksinimini ölçün.
4. Azaltma oranını servo motorun nominal RPM'si ve tork penceresiyle eşleştirin.
5. Belirli kol sonu takımları ve çarpışmadan kaçınma stratejisi için şok yükü derecelendirmesini karşılaştırın.

Sahada yaygın bir kural: Omuz ekseni torku 40 Nm'yi aşarsa ve robot sıkı bir temiz oda uygulaması çalıştırmıyorsa, planet seçeneği daha güvenli tasarım seçeneğidir. 5 kg'lık taşıma yükü sınıfı SCARA için dirsek ve bilekteki harmonik tahrikler, daha az dişli kademesi ile daha hafif, daha basit bir kol sunar.

TD-CR Serisi İçi Boş Şaft Çıkışlı Spiral Konik Dişli Komütatör Bu redüktör, esnek yönlendirme için içi boş bir şaft tasarımına sahiptir ve kompakt sistemlerde çok eksenli konfigürasyonları destekleyerek düşük boşluk ve yüksek torkla sorunsuz, verimli güç aktarımı sağlar. Ürünü Görüntüle →

Çin ve Avrupa'daki pek çok entegratör hibrit SCARA mimarileri üretiyor: omuzda bir gezegensel redüktör, dirsekte ve bilekte iki harmonik sürücü. Bu yaklaşım, omuzdaki tork boşluğunu korurken kol ağırlığını aşağıda tutar. TDCR serisi tek girişli çok çıkışlı redüktör aynı zamanda çok eksenli modüllere de hizmet vererek kompakt bir robot kolundaki bileşen sayısını azaltır.

SSS: SCARA için Harmonik Tahrik ve Planet Şanzıman Karşılaştırması