ในสายการผลิตทางอุตสาหกรรมสมัยใหม่ หุ่นยนต์อุตสาหกรรมทำงานที่มีความสามารถในการทำซ้ำสูงและข้อกำหนดความแม่นยำที่เข้มงวด กุญแจสำคัญในการทำงานอย่างมีเสถียรภาพของอุปกรณ์ต่อเนื่อง 24- ชั่วโมงเหล่านี้อยู่ที่ระบบส่งกำลังเชิงกลที่แม่นยำ บทความนี้จะเจาะลึกเทคโนโลยีหลักและการใช้งานจริงของระบบส่งกำลังหุ่นยนต์อุตสาหกรรม
ลักษณะและการประยุกต์วิธีการส่งสัญญาณทั่วไป
ระบบส่งกำลังของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมประกอบด้วยโหมดการส่งกำลังหลายโหมด โดยแต่ละโหมดมีประสิทธิภาพเฉพาะตัวและสถานการณ์ที่ใช้งานได้
การส่งผ่านเกียร์เป็นหนึ่งในวิธีการส่งกำลังที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยส่งกำลังผ่านโครงข่ายระหว่างเกียร์ โดยมีประสิทธิภาพการส่งผ่านมากกว่า 98% และสามารถควบคุมการเคลื่อนไหวที่มีความแม่นยำสูง-ได้ ที่สถานีเชื่อมในการผลิตรถยนต์ แขนหุ่นยนต์อาศัยการส่งผ่านเกียร์ที่แม่นยำเพื่องานเชื่อมที่สมบูรณ์ด้วยความแม่นยำในการทำซ้ำที่ ± 0.1 มิลลิเมตร อย่างไรก็ตาม การส่งผ่านเกียร์ต้องการความแม่นยำในการติดตั้งที่สูงมาก และข้อผิดพลาดในการประกอบที่มากเกินไปอาจนำไปสู่เสียงรบกวนในการทำงานที่เพิ่มขึ้นและการสึกหรอที่ผิดปกติ ซึ่งต้องใช้ช่างเทคนิคมืออาชีพในการติดตั้งและแก้ไขจุดบกพร่อง
สายพานซิงโครนัสเป็นสายพานขับเคลื่อนประเภทที่ใช้กันทั่วไป ซึ่งมักใช้ในสถานการณ์ที่ไวต่อเสียงรบกวน-และ{1}}ต้นทุน ตัวอย่างเช่น หุ่นยนต์คัดแยกในสายการผลิตบรรจุภัณฑ์อาหารใช้สายพานแบบซิงโครนัส ซึ่งสามารถรับประกันความเร็วการคัดแยกได้หลายสิบครั้งต่อนาที และควบคุมเสียงรบกวนในการทำงานที่ต่ำกว่า 60 เดซิเบล อย่างไรก็ตาม มีข้อบกพร่องโดยธรรมชาติในระบบส่งกำลังของสายพาน ซึ่งสามารถทำให้เกิดการเลื่อนหลุดได้ง่ายเมื่อมีการบรรทุกเกินพิกัดหรือได้รับผลกระทบจากการสตาร์ทที่สำคัญ ซึ่งจำกัดการใช้งานในสถานการณ์ที่ทำงานหนัก-
ระบบขับเคลื่อนด้วยโซ่กลายเป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับ-หุ่นยนต์ขนย้ายงานหนัก เนื่องจากมีความสามารถในการรับน้ำหนัก-ที่ดีเยี่ยม สำหรับเครนยกซ้อน-งานหนักในคลังสินค้าโลจิสติกส์ ระบบส่งกำลังแบบโซ่แบบลูกกลิ้งสามารถส่งแรงบิดหลายร้อยนิวตันเมตรได้อย่างง่ายดาย ทำให้สามารถยกสินค้าระดับตันในแนวตั้งได้ อย่างไรก็ตาม โซ่ต้องการการหล่อลื่นและการบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอ ไม่เช่นนั้นระยะพิทช์อาจนานขึ้นเนื่องจากการสึกหรอ ส่งผลต่อความแม่นยำของการส่งผ่านและอาจทำให้เกิดการแตกหักได้
ชุดเกียร์หนอนมีลักษณะการล็อคตัวเอง-เฉพาะตัว และมักใช้ในสถานการณ์ที่จำเป็นต้องบำรุงรักษาตำแหน่ง ตัวอย่างเช่น แพลตฟอร์มแบบหมุนของหุ่นยนต์ฉีดพ่นใช้เกียร์หนอนเพื่อล็อคตำแหน่งโดยอัตโนมัติในกรณีที่ไฟฟ้าขัดข้อง ป้องกันอุบัติเหตุด้านความปลอดภัยที่เกิดจากการแกว่งปืนฉีดโดยไม่ตั้งใจ แต่ประสิทธิภาพการส่งผ่านค่อนข้างต่ำ ปกติประมาณ 70% -80%
ร่วมกันออกแบบระบบส่งกำลัง
ระบบส่งกำลังของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมหกแกนเป็นการบูรณาการเทคโนโลยีที่หลากหลาย เซอร์โวมอเตอร์ให้กำลังเอาท์พุต ตัวลดมีหน้าที่ในการลดความเร็วและแรงบิดที่เพิ่มขึ้น และส่วนประกอบต่างๆ เช่น เกียร์และคัปปลิ้ง จะส่งกำลังและการแปลงการเคลื่อนที่ที่สมบูรณ์
ชิ้นส่วนต่างๆ เลือกรูปแบบการส่งกำลังที่แตกต่างกันตามลักษณะโหลด: ฐานหุ่นยนต์มักจะใช้ตัวลด RV ซึ่งมีโครงสร้างที่กะทัดรัดและสามารถทนต่อแรงบิดได้ถึง 1500N·m; เนื่องจากมีพื้นที่จำกัดในบริเวณข้อมือ จึงมักใช้ตัวลดฮาร์มอนิกซึ่งมีปริมาตรเพียงหนึ่ง-ของปริมาตร RV ของข้อกำหนดเดียวกัน แต่ยังให้ความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งที่ ± 15 อาร์คนาที เอฟเฟกต์ส่วนปลายอาจขับเคลื่อนด้วยสายพานไมโครซิงโครนัสเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดการเคลื่อนไหวที่ยืดหยุ่นและมีน้ำหนักเบา
ในสายการประกอบรถยนต์ การออกแบบระบบส่งกำลังของหุ่นยนต์บางรุ่นเป็นตัวแทนอย่างมาก โดยฐานใช้โครงสร้างระยะห่างระหว่างเกียร์คู่ ซึ่งช่วยลดระยะฟันเฟืองของเกียร์ผ่านการขันให้แน่นล่วงหน้า และหมุนระยะฟันเฟืองเป็นศูนย์ ต้นแขนใช้คู่บอลสกรูและตัวนำทางเชิงเส้นเพื่อให้ได้ตำแหน่งระดับมิลลิเมตรสำหรับการเคลื่อนที่เชิงเส้น ตัวลดฮาร์มอนิกของข้อต่อข้อมือเมื่อรวมกับตลับลูกปืนที่มีความแม่นยำสูง- สามารถปรับแบบละเอียดได้ ± 0.02 องศา
สร้างสมดุลระหว่างประสิทธิภาพและต้นทุน
การออกแบบระบบส่งกำลังหุ่นยนต์อุตสาหกรรมต้องรักษาสมดุลระหว่างความแม่นยำ อายุการใช้งาน และต้นทุนอยู่เสมอ ข้อผิดพลาดในการส่งผ่านของตัวลดฮาร์มอนิกที่มีความแม่นยำสูง-สามารถควบคุมได้ภายใน 1 อาร์คนาที แต่โครงสร้างล้อที่ยืดหยุ่นและซับซ้อนทำให้ต้นทุนการผลิตสูงและต้องใช้วัสดุเหล็กโลหะผสมพิเศษ ในด้านการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ ค่าบำรุงรักษาประจำปีของตัวลดฮาร์มอนิกสำหรับหุ่นยนต์จัดการเวเฟอร์จะสูงถึง 300,000 หยวน คิดเป็น 40% ของค่าบำรุงรักษาอุปกรณ์ทั้งหมด
สำหรับการใช้งานทางอุตสาหกรรมทั่วไป วิศวกรให้ความสำคัญกับความคุ้มทุน-มากขึ้น ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการรักษาความร้อนของเกียร์ การใช้วัสดุที่ทนทานต่อการสึกหรอ-สูง และเมื่อรวมกับจาระบีหล่อลื่นที่มีอายุการใช้งานยาวนาน- จะทำให้รอบการบำรุงรักษาสามารถขยายออกไปได้มากกว่า 3000 ชั่วโมง หุ่นยนต์เชื่อมแบบจุดในโรงปฏิบัติงานเชื่อมรถยนต์บางแห่งได้รับการปรับปรุงเพื่อให้ทำงานโดยปราศจากข้อผิดพลาดอย่างต่อเนื่อง-เป็นเวลา 20,000 ชั่วโมง ซึ่งช่วยลดค่าบำรุงรักษาเวลาหยุดทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ
การบำรุงรักษาและการบำรุงรักษาที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญในการยืดอายุการใช้งานของระบบส่งกำลัง โรงงานแปรรูปอาหารบางแห่งใช้ระบบเปลี่ยนน้ำมันหล่อลื่นของตัวลดทุก ๆ 2,000 ชั่วโมงอย่างเคร่งครัด หุ่นยนต์จัดเรียงพาเลททำงานอย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 8 ปีและยังคงรักษาประสิทธิภาพที่ดี ซึ่งนานกว่ารอบการบำรุงรักษาแบบเดิมถึง 30%
แนวโน้มการพัฒนาเทคโนโลยี
ด้วยการพัฒนาระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม ระบบส่งกำลังแบบกลไกกำลังพัฒนาไปสู่ความอัจฉริยะและการบูรณาการ ตัวลดอัจฉริยะที่มี-เซนเซอร์ในตัวสามารถตรวจสอบอุณหภูมิ การสั่นสะเทือน และพารามิเตอร์อื่นๆ ได้ในแบบเรียลไทม์ และอัปโหลดข้อมูลไปยังระบบการจัดการผ่านเทคโนโลยี IoT เพื่อให้บรรลุการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ การใช้วัสดุหล่อลื่นในตัวเอง-ช่วยยืดระยะเวลาการบำรุงรักษาส่วนประกอบของระบบส่งกำลังเป็นมากกว่า 10,000 ชั่วโมง
การออกแบบแบบบูรณาการรวมส่วนประกอบต่างๆ เช่น มอเตอร์ ตัวลด เครื่องเข้ารหัส ฯลฯ ไว้ในโมดูลเดียว ในขณะที่ลดปริมาตรของโมดูลร่วมของหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงานบางยี่ห้อลง 40% แต่ยังรวมฟังก์ชันการตอบสนองแรงบิด ซึ่งช่วยให้มนุษย์-ร่วมมือกันกับเครื่องจักรได้ปลอดภัยยิ่งขึ้น การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรมเหล่านี้กำลังผลักดันการพัฒนาระบบส่งกำลังหุ่นยนต์อุตสาหกรรมให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้นและลดต้นทุนลง