In primo luogo, meccanismo di trasmissione lineare
Il meccanismo di trasmissione lineare comunemente utilizzato nei robot industriali può essere generato direttamente dal cilindro o dal cilindro idraulico e dal pistone e può anche essere convertito mediante movimento rotatorio utilizzando pignone e cremagliera, dado a ricircolo di sfere e altri elementi di trasmissione.
1. Guida articolata prismatica
La guida articolata prismatica può svolgere un ruolo nel garantire la precisione della posizione e la guida durante il movimento.
Esistono cinque tipi di guide articolate prismatiche: guida scorrevole ordinaria, guida scorrevole a pressione dinamica idraulica, guida scorrevole a pressione statica idraulica, guida flottante ad aria e guida a rotolamento.
Attualmente, il quinto tipo di guida a rotolamento è il più utilizzato nei robot industriali. Come mostrato in Figura 2-15, la struttura della guida di rotolamento inclusiva è supportata dal sedile di supporto, che può essere facilmente collegato a qualsiasi piano. A questo punto, il manicotto deve essere aperto e incorporato nel pistone, il che non solo aumenta la rigidità, ma facilita anche il collegamento con altri componenti.
2. Dispositivo pignone e cremagliera
Nel dispositivo a pignone e cremagliera (Figura 2-16), se la cremagliera è fissa, quando l'ingranaggio ruota, l'albero dell'ingranaggio e la piastra di trascinamento si muovono in linea retta lungo la direzione della cremagliera. In questo modo, il moto rotatorio dell'ingranaggio viene convertito nel moto lineare della piastra di trascinamento. La piastra di trascinamento è supportata da un'asta di guida o da un binario di guida e la differenza di ritorno del dispositivo è ampia.
3, vite a ricircolo di sfere e dado
Le viti a ricircolo di sfere sono spesso utilizzate nei robot industriali a causa del loro basso attrito e della rapida risposta al movimento.
Poiché molte sfere sono posizionate nella scanalatura della vite a ricircolo di sfere, la vite a ricircolo di sfere è soggetta all'attrito volvente nel processo di trasmissione e l'attrito è ridotto, quindi l'efficienza della trasmissione è elevata e il fenomeno di strisciamento può essere eliminato a bassa velocità. Il backslip può essere eliminato applicando un certo precarico durante il montaggio.
Come mostrato nella Figura 2-17, la sfera nel dado della vite a ricircolo di sfere circola attraverso la scanalatura della guida di rettifica per trasferire movimento e potenza e l'efficienza di trasmissione della vite a ricircolo di sfere può raggiungere il 90 percento.
4, bombola di pressione del liquido (gas).
Il cilindro del liquido (gas) è l'energia della pressione di uscita della pompa idraulica (compressore d'aria) in energia meccanica, esegue il movimento alternativo lineare dell'attuatore, l'uso del cilindro del liquido (gas) può facilmente ottenere un movimento lineare. Il cilindro del liquido (gas) è composto principalmente da cilindro, coperchio del cilindro, pistone, stelo del pistone e dispositivo di tenuta e altri componenti. Il pistone e il cilindro adottano una cooperazione scorrevole di precisione e l'olio in pressione (aria compressa) entra da un'estremità del cilindro liquido (gas) e spinge il pistone all'altra estremità del cilindro liquido (gas), in modo da realizzare lineare movimento. Regolando la direzione del flusso e la portata dell'olio idraulico (aria compressa) nel cilindro del liquido (gas), è possibile controllare la direzione e la velocità di movimento del cilindro del liquido (gas).
Due, meccanismo di trasmissione rotante
Generalmente, il motore può generare direttamente un movimento rotatorio, ma la sua coppia di uscita è inferiore alla coppia richiesta e la velocità è superiore alla velocità richiesta. Pertanto, è necessario utilizzare ingranaggi, dispositivi di trasmissione a cinghia o altri meccanismi di trasmissione del moto per convertire la velocità maggiore in una velocità inferiore e ottenere una coppia maggiore. Il trasferimento e la trasformazione del movimento devono essere eseguiti in modo efficiente e senza compromettere le caratteristiche desiderate del sistema robotico, tra cui precisione di posizionamento, precisione di posizionamento ripetuto e affidabilità. La trasmissione e la conversione del moto possono essere ottenute mediante i seguenti meccanismi di trasmissione.
1. Coppia di ingranaggi
La coppia di ingranaggi può non solo trasmettere lo spostamento angolare e la velocità angolare, ma anche trasmettere forza e coppia. Un ingranaggio è montato sull'albero di ingresso e l'altro ingranaggio è montato sull'albero di uscita. Si può ottenere che il numero di denti dell'ingranaggio è inversamente proporzionale alla sua velocità [Equazione (2-1)], e il rapporto tra coppia di uscita e coppia di ingresso è uguale al rapporto tra denti di uscita e denti di ingresso [ Equazione (2-2)].
2. Dispositivo di trasmissione a cinghia sincrona
Nei robot industriali, la trasmissione sincrona a cinghia viene utilizzata principalmente per trasferire il moto tra assi paralleli. La superficie di contatto del nastro trasportatore sincrono e della puleggia è costituita dalla forma del dente corrispondente e la potenza viene trasferita mediante ingranamento. Il passo dei denti è indicato dal passo circolare t quando avvolge la puleggia.
Dove: n1 velocità ruota principale (giri/min); n2 è la velocità passiva della ruota (giri/min); z1 numero di denti della ruota principale; z2 è il numero di denti della ruota passiva.
I vantaggi della trasmissione a cinghia sincrona: nessuna trasmissione scorrevole, rapporto di trasmissione accurato, trasmissione stabile; Ampia gamma di rapporti di velocità; Piccola tensione iniziale; L'albero e il cuscinetto non sono facili da sovraccaricare. Tuttavia, i requisiti di produzione e installazione di questo meccanismo di trasmissione sono severi e anche i requisiti di materiale della cinghia sono più elevati, quindi il costo è più elevato. La trasmissione sincrona a cinghia è adatta per la trasmissione tra il motore e il riduttore ad alto rapporto di riduzione.
3. Ingranaggio armonico
Attualmente, il 60% ~ 70% dei giunti rotanti dei robot industriali sono azionati da ingranaggi armonici.
La trasmissione ad ingranaggi armonici è composta da tre parti principali: ingranaggio rigido, generatore di armoniche e ingranaggio flessibile.
Durante il funzionamento, l'ingranaggio rigido 6 è fisso e tutti i denti sono distribuiti sulla circonferenza e l'ingranaggio flessibile 5 con corona esterna 2 ruota lungo la corona interna 3 dell'ingranaggio rigido. L'ingranaggio flessibile ha due denti in meno rispetto all'ingranaggio rigido, quindi l'ingranaggio flessibile ruota l'angolo corrispondente dei due denti nella direzione opposta lungo ogni giro dell'ingranaggio rigido.
Il generatore di armoniche 4 ha un profilo ovale e la sfera montata su di esso viene utilizzata per supportare l'ingranaggio flessibile e il generatore di armoniche fa ruotare l'ingranaggio flessibile e provoca la deformazione plastica. Quando si gira, solo pochi denti dell'estremità ellittica dell'ingranaggio flessibile sono impegnati con l'ingranaggio rigido, e solo in questo modo l'ingranaggio flessibile può ruotare liberamente di un certo angolo rispetto all'ingranaggio rigido. Di solito l'ingranaggio rigido è fisso, il generatore di armoniche viene utilizzato come ingresso e l'ingranaggio flessibile è collegato all'albero di uscita.
Dove: z1 è il numero di denti dell'ingranaggio flessibile; z2 è il numero di denti dell'ingranaggio rigido. Supponendo che l'ingranaggio rigido abbia 100 denti e l'ingranaggio flessibile ne abbia due in meno, quando il generatore di armoniche ruota di 50 giri, l'ingranaggio flessibile ruota di 1 giro, in modo che il rapporto di riduzione di 1:50 possa essere ottenuto solo riprendendo un piccolo spazio. Di solito, il generatore di armoniche è installato nell'albero di ingresso e l'ingranaggio flessibile è installato nell'albero di uscita per ottenere un elevato rapporto di riduzione dell'ingranaggio.
4, riduttore dell'azionamento della ruota del perno cicloidale
La trasmissione a girandola cicloidale è un nuovo tipo di modalità di trasmissione sviluppata sulla base della trasmissione a pendolo dell'ago. Negli anni '80, il Giappone ha sviluppato un riduttore di trasmissione a girandola cicloidale per giunti di robot. La figura 2-21 mostra un diagramma semplificato della trasmissione della girandola cicloidale.
È costituito da un meccanismo di riduzione planetaria ad ingranaggi cilindrici ad evolvente e da un meccanismo di riduzione planetaria a girandola cicloidale. La ruota planetaria ad evolvente 6 è collegata all'albero motore 5 come ingresso alla parte di trasmissione della girandola cicloidale.
Se la ruota centrale ad evolvente 7 ruota in senso orario, l'ingranaggio planetario ad evolvente ruota contemporaneamente in senso antiorario e aziona la ruota cicloidale in movimento planare attraverso l'albero motore. A questo punto, la ruota cicloidale è vincolata dalla ruota ad aghi con cui è impegnata, e il suo asse ruota attorno all'asse della ruota ad aghi mentre ruota anche in senso opposto, cioè in senso orario. Allo stesso tempo, spinge il meccanismo di uscita del telaio planetario in senso orario attraverso l'albero motore.