Robota savienojuma modulis ir rūpniecisko robotu galvenā izpildes vienība, kas ir atbildīga par tādām galvenajām funkcijām kā spēka pārvade, stāvokļa regulēšana un precīza kontrole. Tā sastāvs tieši nosaka robota kravnesību, kustības precizitāti, reakcijas ātrumu un uzticamību. Rūpnieciskās klases savienojumu moduļi parasti ir izstrādāti integrētā veidā (atšķirībā no civilajām vai pētniecības līmeņa sadalītajām konstrukcijām), un to galvenās sastāvdaļas var iedalīt četros moduļos: mehāniskā struktūra, piedziņas sistēma, sensoru atgriezeniskās saites sistēma, eļļošanas un aizsardzības sistēma. Katrs modulis darbojas kopā, lai panāktu pilnīgu slēgtu-cilpu "jaudas ievades kustības konversijas precizitātes kontrolei". Tālāk ir sniegta detalizēta demontāža:
1. Mehāniskās struktūras modulis (galvas slodzes-gultnis un kustības pārvade)
Mehāniskā struktūra ir savienojuma moduļa fiziskais pamats, kam vienlaikus jāatbilst trim prasībām: "augsta stingrība, viegls svars un augstas{0}}precizitātes transmisija". Galvenās sastāvdaļas ietver:
1. Harmoniskais reduktors/RV reduktors (pārvades kodola sastāvdaļa)
Funkcija: pārveidojiet motora ātrgaitas-zema griezes momenta izvadi zema-apgriezienu griezes momentā, vienlaikus nodrošinot transmisijas precizitāti un stingrību. Tas ir savienojuma moduļa "jaudas pastiprināšanas kodols".
Veidi un pielietojuma scenāriji:
Harmoniskais reduktors: sastāv no viļņu ģeneratora, elastīgiem riteņiem un stingriem riteņiem ar pārraides koeficienta diapazonu 50-320 un atgriešanās klīrensu, kas ir mazāks vai vienāds ar 1 loka minūti. Tas ir viegls, kompakts pēc konstrukcijas un piemērots tādām locītavām kā apakšdelms un plaukstas locītava maziem un vidējiem kravas robotiem (ar slodzi 10-50kg);
RV reduktors: sastāv no cikloidālā griezes rata, planētas turētāja un adatas zobrata korpusa, ar transmisijas attiecību diapazonu 30-120 un atgriešanās klīrensu, kas ir mazāks par vai vienāds ar 0,5 loka minūtēm. Tam ir spēcīga stingrība un izcila triecienizturība, un tas ir piemērots lieljaudas robotu (ar slodzi virs 50 kg) galvenajām locītavām, piemēram, pamatnei, izlicei un pleciem.
2. Motora izejas vārpsta un sakabe
Motora izejas vārpsta: izgatavota no augstas -leģētā tērauda, virsma apstrādāta ar karburizāciju un rūdīšanu, lai nodrošinātu nodilumizturību un griezes izturību, stingri savienota ar reduktora ievades galu;
Sakabe: izmanto, lai kompensētu koaksialitātes kļūdu starp motora vārpstu un reduktora ieejas vārpstu, tā ir sadalīta stingros savienojumos (piemēram, atslēgu savienojumi, izplešanās uzmavas) un elastīgie savienojumi (piemēram, gumijas spilventiņi, gofrētu cauruļu veidi). Rūpnieciskajos robotos parasti izmanto stingrus savienojumus, lai izvairītos no pārraides kavēšanās.
3. Apvalks un uzstādīšanas atloks
Apvalks: izgatavots no alumīnija sakausējuma, alumīnija sakausējums ir piemērots viegla svara prasībām, un čuguns ir piemērots augstas stingrības scenārijiem; Korpusa iekšējā konstrukcija ietver reduktora uzstādīšanas kameru, motora uzstādīšanas ligzdu, sensora uzstādīšanas rievu un ārējās rezervētās siltuma izkliedes ribas un blīvējuma rievas;
Uzstādīšanas atloks: izmantojot standarta saskarnes savienojuma moduļu un robota roku segmentu savienošanai, atloka virsma tiek precīzi apstrādāta (līdzenums ir mazāks par 0,01 mm vai vienāds ar to), lai nodrošinātu uzstādīšanas precizitāti.
4. Izejas vārpstas un gultņu sastāvdaļas
Izejas vārpsta: savienota ar reduktora izejas galu, ko izmanto, lai pārsūtītu griezes momentu uz robota rokas sekciju, virsma ir precīzi jāapstrādā, un gals ir konstruēts ar atslēgas atveri, vītņotu caurumu vai izplešanās piedurknes saskarni;
Gultņu komponenti: parasti izmanto šķērseniskos rullīšu gultņus vai harmoniskos gultņus. Šķērsrullīšu gultņiem ir liela slodzes{1}}nestspēja (radiālā+aksiālā kompozīta slodze) un augsta stingrība. Harmoniskie gultņi ir piemēroti harmonisko reduktoru saskaņošanai, un gultņu precizitātes līmenim ir jāsasniedz P4 vai augstāks, lai nodrošinātu savienojuma griešanās precizitāti.
2, piedziņas sistēmas modulis (jaudas izvade un vadības kodols)
Piedziņas sistēma nodrošina savienojuma moduļa jaudu, panākot precīzu ātruma un griezes momenta regulēšanu. Galvenās sastāvdaļas ietver:
1. Servo motors (barošanas avots)
Tips: visos industriālo robotu savienojuma moduļos tiek izmantoti pastāvīgā magnēta sinhronie servomotori, kuriem ir liela jaudas blīvuma, liela reakcijas ātruma, zemas inerces īpašības utt. Saskaņā ar uzstādīšanas metodi tos iedala iekšējā tipa (motors un reduktors ir integrēti korpusā) un ārējā tipa (motors ir savienots ar korpusu caur atloku);
Galvenie parametri: nominālā jauda (100W-15kW), nominālais apgriezienu skaits (3000-6000 apgr./min.), rotora inerce (0,01-0,5kg · m ²), griezes momenta konstante (0,1-5N · m/A), kas jāsaskaņo ar pārnesumkārbas transmisijas attiecību (motora izejas griezes moments x transmisijas jauda=).
2. Servo piedziņa (vadības bloks)
Funkcija: Saņemiet vadības instrukcijas (pozīcijas, ātruma, griezes momenta signālus) no augšējā datora (robota kontrollera), izvadiet PWM signālus, izmantojot PID regulēšanu, lai darbinātu servomotoru, un sasniegtu tādas aizsardzības funkcijas kā pārstrāva, pārspriegums, pārslodze un pārkaršana;
Galvenā tehnoloģija: atbalsta pozīcijas režīmu (kontrolē savienojuma griešanās leņķi), ātruma režīmu (kontrolē savienojuma ātrumu) un griezes momenta režīmu (kontrolē izejas griezes momentu). Dažos augstākās klases-draiveros ir integrētas elektroniskās pārnesumkārbas, vibrāciju slāpēšanas un adaptīvās vadības algoritmi, lai uzlabotu kustības vienmērīgumu un precizitāti.
3. Strāvas kabeļi un saskarnes
Strāvas kabelis: tas pārraida trīs{0}fāzu barošanas avotu (U/V/W) un servomotora bremžu signālus, izmantojot elastīgus kabeļus (ar lieces pretestību, kas ir lielāka vai vienāda ar 10 miljoniem reižu), un ārējā apvalka materiāls ir PVC vai PUR ar eļļas izturību, nodilumizturību un pret-traucējumiem.
Interfeiss: izmantojot rūpnieciskā standarta saskarni, barošanas interfeiss un signāla interfeiss ir izstrādāti atsevišķi, lai izvairītos no elektromagnētiskiem traucējumiem.
3, sensoru atgriezeniskās saites sistēmas modulis (precizitātes kontrole un statusa uzraudzība)
Sensoru atgriezeniskās saites sistēma apkopo{0}}reāllaika datus par savienojuma pozīciju, ātrumu, griezes momentu utt., nodrošinot pamatu slēgtas-cilpas vadībai un ir galvenais, lai nodrošinātu robota kustības precizitāti. Galvenās sastāvdaļas ietver:
1. Pozīcijas sensors (pamata atgriezeniskās saites komponents)
Tips: vispārējie izmanto absolūtās vērtības kodētājus, kas ir sadalīti fotoelektriskos, magnētiskos elektriskos un kapacitatīvos veidos. Rūpnieciskajos robotos galvenokārt izmanto fotoelektriskos absolūtās vērtības kodētājus (izšķirtspēja ir lielāka vai vienāda ar 17 bitiem, daži augstākās klases produkti ir līdz 25 bitiem);
Uzstādīšanas metode: tieši uzstādīta pie servomotora astes (lai noteiktu motora ātrumu) vai savienota caur reduktora izejas vārpstu (lai tieši noteiktu savienojuma faktisko stāvokli un novērstu transmisijas kļūdas);
Funkcija: savienojumu absolūtās pozīcijas informācijas (leņķa vērtības) reāllaika izvade. Augšējais dators aprēķina pozīcijas kļūdu, pamatojoties uz šiem datiem, un pielāgo servomotora darbības statusu, lai nodrošinātu locītavas pozicionēšanas precizitāti (atkārtota pozicionēšanas precizitāte Mazāka vai vienāda ar ± 0,02 mm).
2. Ātruma sensors
Parasti integrēts ar pozīcijas sensoriem (piemēram, kodētāju ātruma mērīšanas funkcija), savienojuma ātrumu aprēķina, nosakot kodētāja impulsa signāla frekvenci. Dažos augstākās klases savienojumu moduļos papildus tiks uzstādīti Hall sensori vai ātruma ģeneratori, lai uzlabotu ātruma noteikšanas precizitāti zema{2}}ātruma darbības laikā.
3. Griezes momenta sensors (izvēles sastāvdaļa)
Funkcija: nosaka savienojumu izejas griezes momentu slodzes uzraudzībai, sadursmju noteikšanai un spēka kontroles darbībām (piemēram, montāžai un pulēšanai);
Veidi: deformācijas mērītājs, magnētiskā elastīgā un optiskā. Tenzometra griezes momenta sensoriem ir zemas izmaksas un augsta precizitāte (± 0,5% FS), un tie ir galvenā izvēle rūpnieciskajiem robotiem. Tie ir uzstādīti starp izejas vārpstu un rokas sekciju vai reduktora iekšpusē.
4. Temperatūras sensori un vibrācijas sensori
Temperatūras sensors: uzstādīts uz motora tinuma un reduktora korpusa, lai noteiktu komponentu temperatūru. Kad temperatūra pārsniedz slieksni (parasti 80-100 grādi), servo piedziņa iedarbina aizsardzību pret pārkaršanu;
Vibrācijas sensors: izmanto paātrinājuma sensoru, lai noteiktu vibrācijas amplitūdu un frekvenci savienojuma darbības laikā, tiek izmantots, lai brīdinātu par bojājumiem (piemēram, reduktora nodilumu, gultņu bojājumiem), konfigurēts tikai augstākās klases{0}}rūpniecisko robotu savienojumu moduļos.
4, eļļošanas un aizsardzības sistēmas modulis (uzticamības nodrošināšana)
Eļļošanas un aizsardzības sistēma tiek izmantota, lai pagarinātu savienojumu moduļu kalpošanas laiku un pielāgotos skarbai videi rūpnieciskos objektos. Galvenās sastāvdaļas ietver:
1. Eļļošanas sastāvdaļas
Smērviela: reduktoram tiek izmantota īpaša smērviela ar augstu viskozitātes indeksu, pret-nodiluma un pret-novecošanās īpašībām, un motora gultņiem tiek izmantota smēreļļa vai smērviela;
Eļļošanas struktūra: reduktors ir konstruēts ar eļļas iesmidzināšanas un eļļas izplūdes atverēm iekšpusē, un daži augstākās klases produkti ir aprīkoti ar automātiskām eļļošanas sistēmām (laika un kvantitatīvā eļļas iesmidzināšana). Vieglai apkopei ārpus korpusa ir rezervēts eļļošanas smērvielu novērošanas logs.
2. Blīvēšanas sastāvdaļas
Statiskā blīvēšana: izmantojot O-gredzenu un plakanu blīvi savienojumam starp korpusu un atloku, motoru un korpusu, lai novērstu smēreļļas noplūdi un putekļu iekļūšanu;
Dinamiskā blīvēšana: izmantojot karkasa eļļas blīves un V{0}}formas blīvgredzenus, ko izmanto izejas vārpstas un korpusa rotējošām daļām. Skeleta eļļas blīvslēgi ir piemēroti vidēja un{2}}maza ātruma scenārijiem.
3. Aizsargājošs pārklājums un siltuma izkliedes struktūra
Aizsargpārklājums: Korpusa virsma ir apstrādāta ar anodēšanu (alumīnija sakausējumu) un krāsošanu (čugunu), kam ir pret-korozijas un nodilumizturības{1}} īpašības. Dažos produktos tiek izmantots trīs necaurlaidīgs pārklājums (pret sāls izsmidzināšanu, pret mitrumu, pret pelējumu), kas piemērots āra vai skarbai darbnīcu videi;
Siltuma izkliedes struktūra: motora korpuss ir konstruēts ar siltuma izkliedes ribām, un daži lieljaudas savienojuma moduļi ir aprīkoti ar siltuma izkliedes ventilatoriem vai ūdens -dzesēšanas kanāliem, lai nodrošinātu stabilu motora un vadītāja temperatūru ilgstošas-darbības laikā.