حرکت روباتهای صنعتی نه تنها به دستگاههای رانندگی قابل اعتماد نیاز دارد، بلکه به واحدهای انتقال کارآمد نیز برای دستیابی به کنترل دقیق نیاز دارد. این دو بخش مهم ربات های صنعتی به جز بدنه مکانیکی هستند. این مقاله به معرفی دستگاههای محرک و واحدهای انتقال رباتهای صنعتی میپردازد تا به شما در درک عمیقتر این اجزای کلیدی کمک کند.
دستگاه رانندگی
دستگاه محرک منبع انرژی بازوی ربات صنعتی است که قسمت های مختلف بازو (از جمله بدن، بازو، مچ و دست) را قادر به حرکت می کند. روباتهای صنعتی معمولاً از سه نوع اصلی روش رانندگی استفاده میکنند: درایو هیدرولیک، درایو پنوماتیک و درایو الکتریکی. درایو الکتریکی در حال حاضر متداول ترین روش مورد استفاده برای ربات های صنعتی است که سروو موتورهای AC رایج ترین انتخاب هستند. آرایش دستگاه رانندگی معمولاً یک مفصل مربوط به یک راننده است که به کنترل دقیق و حرکت کارآمد کمک می کند.
در حال حاضر، به جز چند ربات با دقت حرکت پایین، بارهای سنگین، یا الزامات ضد انفجار- که از درایوهای هیدرولیک و پنوماتیک استفاده میکنند، بیشتر رباتهای صنعتی از درایوهای الکتریکی استفاده میکنند که در میان آنها سروو موتورهای AC بیشترین استفاده را دارند و طرح درایور بیشتر از یک مفصل، یک درایور استفاده میکند.
واحد انتقال
واحد انتقال یکی از اجزای کمکی دستگاه محرک است که وظیفه انتقال حرکت دستگاه محرک را به قسمتهای مختلف بازوی روباتیک دارد تا اطمینان حاصل شود که افکتور انتهایی میتواند به طور دقیق به موقعیت و وضعیت مورد نظر برسد.
روباتهای صنعتی معمولاً از کاهندهها به عنوان واحدهای انتقال مکانیکی خود استفاده میکنند که در مقایسه با کاهندههای معمولی نیازمندیهای خاصی هستند. کاهنده مشترک ربات ها باید دارای ویژگی هایی مانند زنجیر انتقال کوتاه، اندازه کوچک، قدرت بالا، وزن سبک و کنترل آسان باشد. این ویژگیها به رباتها کمک میکنند تا به کنترل حرکتی کارآمد دست یابند.
اصل کار
هنگامی که مولد موج در چرخ انعطاف پذیر نصب می شود، پروفیل چرخ انعطاف پذیر را مجبور می کند تا از دایره ای به بیضی تبدیل شود. دندانهای نزدیک انتهای محور بلند کاملاً با دندانهای چرخ صلب درگیر میشوند (معمولاً حدود 30 درصد دندانها در حالت مشبک هستند)، در حالی که دندانهای نزدیک به انتهای محور کوتاه کاملاً از چرخ صلب جدا میشوند. دندان ها در سایر بخش های محیط در حالت انتقالی از مش بندی و جدا شدن هستند. هنگامی که مولد موج به طور مداوم در یک جهت خاص می چرخد، تغییر شکل چرخ انعطاف پذیر دائما تغییر می کند، و باعث می شود که حالت مشبک شدن بین چرخ انعطاف پذیر و چرخ صلب بین مشبک شدن، مشبک شدن، جدا شدن، و دوباره مشبک شدن متناوب شود... این فرآیند تکرار می شود و تعداد دندانه های خارجی چرخ انعطاف پذیر کمتر از تعداد دندانه های داخلی چرخ انعطاف پذیر است. دستیابی به چرخش آهسته چرخ انعطاف پذیر نسبت به چرخ صلب در جهت مخالف ژنراتور.
این دستگاه با تغییر شکل چرخ انعطاف پذیر و تعامل بین دندانه ها و چرخ صلب برای دستیابی به چرخش، کنترل حرکت ربات را به دست می آورد. این فرآیند به طور مداوم تکرار می شود تا حرکت مکانیکی مورد نیاز ایجاد شود.
ویژگی
(1) ساختار ساده، اندازه کوچک و وزن سبک. در مقایسه با کاهنده های معمولی با نسبت انتقال قابل مقایسه، حجم و وزن حدود 1/3 یا بیشتر کاهش می یابد.
(2) محدوده نسبت انتقال بزرگ است. نسبت انتقال کاهنده هارمونیک تک مرحله ای 50-300 با مقدار ترجیحی 75-250 است. نسبت انتقال کاهنده هارمونیک دوقطبی بین 3000 تا 60000 است.
(3) مشبک شدن همزمان با چندین دندان، دقت انتقال بالا، و ظرفیت باربری زیاد-.
(4) حرکت صاف، بدون ضربه و سر و صدای کم. مش بندی و جدا شدن بین چرخ دنده های کاهش دهنده هارمونیک به تدریج با تغییر شکل چرخ انعطاف پذیر بین دندانه های سفت وارد و خارج می شود. در طی فرآیند مش بندی، دندان ها با یکدیگر تماس پیدا می کنند و سرعت لغزش بدون تغییرات ناگهانی کم است.
(5) راندمان انتقال بالا، قادر به دستیابی به حرکت با سرعت بالا-.
(6) می تواند به انتقال دیفرانسیل دست یابد. فرض کنید مولد موج و چرخ صلب رانده می شوند و چرخ انعطاف پذیر رانده می شود. در آن صورت، یک مکانیسم انتقال دیفرانسیل می تواند برای دستیابی به انتقال بین شرایط کاری سریع و آهسته شکل بگیرد.
2. کاهش دهنده RV
1) ساختار
در مقایسه با کاهنده های هارمونیک، انتقال RV نه تنها دارای استحکام خستگی بالاتر، سفتی و طول عمر بیشتر است، بلکه دارای دقت پسماند پایدار است. برخلاف درایو هارمونیک، با افزایش زمان استفاده، دقت حرکت به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. بنابراین، کاهندههای RV اغلب در درایوهای ربات با دقت بالا-استفاده میشوند و روند جایگزینی تدریجی کاهندههای هارمونیک وجود دارد. نمودار شماتیک ساختار کاهنده RV در شکل زیر نشان داده شده است که عمدتا از اجزایی مانند چرخ دنده خورشیدی (چرخ مرکزی)، چرخ دنده سیاره ای، بازوی دوار (میل لنگ)، یاتاقان بازوی چرخان، چرخ دنده سیکلوئیدی (دنده RV)، دندانه های سوزنی، دیسک سخت و دیسک خروجی تشکیل شده است.
2) اصل کار
① کاهش سرعت مرحله اول: در مرحله اول، حرکت چرخشی موتور از طریق شفت چرخ دنده یا چرخ دنده خورشیدی به دو چرخ دنده سیاره ای پیچ خورده منتقل می شود. این فرآیند مانند یک دنده بزرگ است که قدرت را به دو دنده کوچک منتقل می کند و به مرحله اول کاهش سرعت می رسد.
② کاهش سرعت مرحله دوم: بعد، چرخ دنده های سیاره ای شروع به چرخش می کنند و چرخ دنده های سیکلوئیدی را با فاصله 180 درجه از هم از طریق میل لنگ به حرکت در می آورند. این مانند یک جفت چرخ دنده متقارن است که با یکدیگر تعامل دارند، یکی شروع به چرخش در اطراف دیگری می کند، بنابراین مرحله دوم کاهش سرعت را تکمیل می کند.
③ حرکت چرخشی: در طی این فرآیند، چرخ دنده سیکلوئید در طول چرخش خود تحت نیروی دندانه های سوزن ثابت روی محفظه دندان سوزن قرار می گیرد. این نیرو باعث می شود که چرخ سیکلوئید درست مانند اسپین حرکت چرخشی بر خلاف جهت مداری خود داشته باشد.
④ مکانیسم خروجی: در نهایت، چرخش چرخ دنده سیکلوئیدی با سرعت ثابت از طریق دو میل لنگ به دیسک سخت و دیسک خروجی منتقل می شود. این یک مکانیسم خروجی سرعت زاویه ای برابر یک متوازی الاضلاع را تشکیل می دهد و حرکت را به سایر قسمت های ربات منتقل می کند.
دستگاه انتقال RV از طریق این فعل و انفعالات پیچیده، حرکت چرخشی موتور الکتریکی را به حرکت پیچیده مورد نیاز ربات تبدیل می کند و از این طریق به کاهش سرعت کارآمد و کنترل دقیق دست می یابد.
3) خصوصیات
(1) محدوده نسبت انتقال گسترده است و راندمان انتقال بالا است.
(2) سفتی پیچشی زیاد است، به مراتب بیشتر از مکانیزم خروجی یک کاهنده چرخه چرخشی معمولی.
(3) در گشتاور نامی، هیسترزیس الاستیک کوچک است.
(4) هنگام انتقال گشتاور و قدرت یکسان، کاهنده های RV در مقایسه با سایر کاهنده ها از نظر اندازه کوچکتر هستند.
دستگاه های محرک و واحدهای انتقال ربات های صنعتی را بشناسید
حرکت روباتهای صنعتی نه تنها به دستگاههای رانندگی قابل اعتماد نیاز دارد، بلکه به واحدهای انتقال کارآمد نیز برای دستیابی به کنترل دقیق نیاز دارد. این مقاله به معرفی دستگاههای محرک و واحدهای انتقال رباتهای صنعتی میپردازد تا به شما در درک عمیقتر این اجزای کلیدی کمک کند.
دستگاه محرک و واحد انتقال ربات های صنعتی اجزای کلیدی برای دستیابی به حرکت کارآمد و دقیق هستند و انتخاب و پیکربندی آنها نقش مهمی در عملکرد و کاربرد ربات ها دارد. انواع مختلف روش های رانندگی و انتقال برای ربات های صنعتی مختلف مناسب است. انتخاب اجزای مناسب بر اساس نیازهای خاص به بهبود کارایی و دقت کار ربات کمک می کند.