Робототехникада циклоидалды редукторлардың артықшылықтарын зерттеу

Кеңістікті шектелген роботтық буындар үшін жоғары моменттік тығыздық пен компактты дизайн

Моменттік тығыздықты салыстыру: буын модульдеріндегі циклоидалды, гармоникалық және планетарлы редукторлар

Циклоидалдық редукторлар күш моментінің тығыздығы бойынша нағыз күшті әсер етеді, әдетте шамамен 5 Н·м/см³ немесе одан жоғары көрсеткішке жетеді. Бұл компактты құрылғылар диаметрі 80 мм-ден кем болады және өнеркәсіптік стандарттарға сәйкес көлем бірлігіне келетін күш моменті бойынша планетарлық редукторлардан шамамен 40–60 пайызға озып кетеді. Гармоникалық жетекшелер де ұқсас өлшемдік артықшылықтарға ие болса да, олар қымбат тұрады. Олардың өндіріс процесі күрделі, ал материалдары қымбат, сондықтан бірдей күш моменті үшін құны шамамен 30–50 пайызға артады. Планетарлық тісті беріліс жүйелеріне келгенде, 100 мм-ден кіші диаметрлерге түскен кезде олар көп сатылы тісті беріліс мәселелеріне байланысты бәсекелестермен салыстырғанда қолданысқа ие бола алмайды. Нақты әлемдегі пайдасы қандай? Циклоидалдық технологиямен жасалған роботтық буындар қалыпты қабілеттерінен бес еседен астам артық қатты соққы жүктемелерін көтере алады. Бұл адамдармен бірге жұмыс істейтін көмекші роботтар үшін өте маңызды, себебі күтпеген күштер күнделікті жұмыс процесінің бір бөлігі болып табылады.

Дереккөз: CNC Proto Labs компаниясының 2024 жылғы өнеркәсіптік роботтық буындардың талаптарына қатысты талдауы

Жоғары беріліс қатынасы мен төмен профилі арқылы өте жұқа кішкентай буындар мен модульдік актюаторларды іске асыру

Циклоидалық редукторлардың жіңішке осьтік профилі (50 мм-ден аз) оларды қалыпты редукторлар екі есе көп орын алатын жеті осьті роботтық буындарға дәл орналастыруға мүмкіндік береді. Компактты өлшемі арқылы бұл редукторлар AGV-лер мен тіпті өте сезімтал хирургиялық роботтар сияқты қосымша тартылыс қосатын, энергияны шығындайтын тісті дөңгелектердің қажеттілігін жоюға мүмкіндік береді және бір сатылы беріліс қатынасын 1:100-ге дейін қамтамасыз етеді. Бұл технологияны қолданған кезде ірі өндірушілер актюаторлардың массасын шамамен 25% жеңілдеткендігін байқады, сонымен қатар олар ISO/TS 15066 стандартында белгіленген күш шектері талаптарын қанағаттандырады. Сонымен қатар, біртұтас қатты корпус қатты тозуға төзімді болып келеді және он мыңдаған жұмыс сағатынан кейін де иілуге немесе бұзылуға ұшырамайды.

Жоғары дәлдікті автоматтандырылған есептер үшін азайтылған кері люфт және өте жоғары орналасу дәлдігі

Циклоидалды редуктор құрылымы қалай дәлдікті жинақтау кезінде ±5 доғалдық секундтан аспайтын қайталанушылыққа қол жеткізеді

Циклоидалық редукторлардың ерекшелігі — олардың жұмыс істеу принципі арқасында өте дәл орналасуды қамтамасыз ету қабілетінде. Дәстүрлі тісті берілістерден айырмашылығы, бұл редукторлар жұмыс істеу кезінде тістердің бірінен көп санын бір уақытта шығыршықтар мен лопастар арасында ұстап тұрады. Бұл ақылды механикалық конструкция бастапқы кезден-ақ соққылықты (бэкленді) шамамен жоюға мүмкіндік береді. Нәтижесінде қайталанушылық шамамен 5 доғалық секундқа дейін қол жетімді болады, бұл сезімтал электрондық компоненттерді немесе медициналық құрылғыларды жинаған кезде маңызды, өйткені кішкентай дәлсіздіктер үлкен проблемаларға әкелуі мүмкін. Жүктеме бір нүктеге шоғырланбаған, ал керісінше, бірнеше тірек нүктелеріне бөлінгендіктен, жұмыс істеу кезінде деформация әлдеқайда азаяды. Бұл машиналардың миллиондаған циклдан кейін де тұрақтылығын сақтауын, сонымен қатар механикалық қателіктерді компенсациялау үшін тұрақты реттеулерге немесе күрделі бағдарламалық шешімдерге қажеттіліктің болмауын білдіреді.

Динамика кері айналу көрсеткіштері: тактильдік және ынтымақтастық қолданбалар үшін тұрақты момент берілуі мен ыңғайлы сервотүзету

Циклоидтық редукторлар адамдар мен роботтардың өзара әрекеттесуінде қауіпсіздікті сақтау үшін маңызды рөл атқарады, себебі олар қозғалыс жоғалтусыз тез айналу моментінің бағытын өзгертуге мүмкіндік береді. Олардың конструкциясында шамамен кері люфт болмағандықтан, бағыттар қатты өзгерген кезде де күштер тұрақты түрде беріледі. Бұл адамдар мен роботтар арасындағы өзара әрекеттесудің қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін өте маңызды. Сонымен қатар, саладағы деректерге сәйкес, инженерлердің сервомоторларды дәлірек баптауға кетіретін уақыты шамамен 40 пайызға азаяды. Өндірушілер осы компоненттерді жүйелеріне енгізген кезде, олар автоматты түрде кіші детальдарды дәл орналастыру сияқты ынтымақтастық операциялар кезіндегі күштің бақылануы бойынша ISO/TS 15066 стандарттарына сай келеді. Олардың ерекшелігі — кездейсоқ кедергілерге миллисекундтың бөлшектері ішінде реакция беру қабілетінде, бұл барлық процесті қауіпсіз етеді және жалпы жұмыс істеу сапасын жақсартады.

Жоғары деңгейдегі соққылы жүктемелерге төзімділік пен міссиялық маңызы зор орталарда сенімді тозу әрекеті

Эмпирикалық соққыға төзімділік: ынтымақтастық және өнеркәсіптік роботтық иықтарда ISO/TS 15066 стандартына сәйкес келетін өнімділік

Циклоидтық редукторлар күшті соққыларды жақсы сіңіреді және бірлесіп жұмыс істейтін роботтар үшін ISO/TS 15066 қауіпсіздік стандарттарын қолдайды. Осы редукторлардың домалақ элементтерден тұратын құрылымы соққы күштерін бірнеше тіс бойынша таратады, сондықтан олар өзінің қалыпты қабілетінен айтарлықтай асып түсетін, кейде үш есе көп күшті жүктемелерді де шыдай алады. Гармоникалық берілістер қатты соққыға ұшырағанда бірден бұзылады, ал циклоидтық құрылғылар баяу және болжанатын тәртіппен тозады. Бұл дегеніміз — техникалық қызмет көрсету бригадалары күтпеген авариялармен күресуге емес, алдын-ала жоспарлауға мүмкіндік алады; бұл кейбір зерттеулерге сәйкес автомобиль зауыттарындағы тоқтап қалу уақытын шамамен 45% қысқартады. Осы баяу тозу сипатына байланысты, көптеген соққыдан кейін де момент тұрақты қалады. Сондықтан осы редукторлар әдетте ұсақ бөлшектерді ұқыпты өңдеуді талап ететін әуе-ғарыш өнеркәсібінде және әлсіз компоненттерге түсірілетін күшке қатаң шектеулер қойылатын медициналық құралдар өндірісінде маңызды болып табылады.

Жоғары бұралу қаттылығы және жылдам динамикалық жауап беру – шапшаң, жоғары жиілікті қозғалыс басқару үшін

Циклоидалды редукторлардың ерекшелігі — олардың әдетте бірнеше тіректік нүктеде күштерді бір уақытта тарату арқасында радианға 200 000 Н·м-ден астам болатын өте жоғары бұралу қаттылығы. Мұндай қаттылық жедел жүктеме өзгерістері кезінде бұрыштық деформацияның шамамен болмауын қамтамасыз етеді, сондықтан жылдам қозғалыс кезінде де орындар дәл сақталады. Практикалық түрде кері ходы жоқ болғандықтан, бұл редукторлар 100 Гц-тен жоғары басқару жиіліктерін қабылдай алады және жедел бағыт өзгерісінен кейін барынша 10 миллисекунд ішінде тұрақтанады. Сондықтан олар электроника өндірісінің жолақтары мен орау жүйелері сияқты жылдамдық маңызды болатын қолданыстар үшін өте құнды. Сонымен қатар, моменттің тікелей берілуі арқасында сервожетектерді орнату әлдеқайда оңайласады. Жүктеме түріне қарамастан, жүйе тұрақты қалады, басқа жүйелерге тән қиыншылықтар — қажетсіз тербелістер мен асып кету проблемаларын болдырмайды.