Tööstusrobotite põhikomponendina vajavad robotite täppisreduktorid selliseid omadusi nagu lühikesed ülekandeketid, väike maht, suur võimsus, kerge kaal ja lihtne juhtimine võrreldes universaalsete reduktoritega.
Liigendrobotites kasutatakse laialdaselt kahte peamist tüüpi reduktoreid: RV reduktorid ja harmoonilised reduktorid.
RV reduktori ja harmoonilise reduktori põhimõte, eelised ja puudused:
RV reduktor:
Suure pöördemomendiga robotite jalgade, talje ja küünarnuki kolme liigendi jaoks ning suure koormusega tööstusrobotite jaoks kasutatakse RV-d esimese, teise ja kolmanda telje jaoks. Võrreldes harmooniliste reduktoritega, seisneb RV reduktorite võti nende töötlemis- ja montaažiprotsessides. RV reduktoritel on suurem väsimustugevus, jäikus ja eluiga, erinevalt harmoonilistest ajamidest, mis aja jooksul oluliselt vähendavad liikumise täpsust. Nende puuduseks on suur kaal ja suuremad üldmõõtmed.
Harmooniline reduktor:
Väikese koormusega tööstusrobotite või suurte robotite jaoks, mille otsas on mitu võlli, on harmooniline reduktor harmoonilise ülekandeseadme tüüp, mis sisaldab harmooniliste kiirendit ja harmooniliste reduktorit. Harmooniliste reduktorite hulka kuuluvad peamiselt jäigad rattad, painduvad rattad, laagrid ja lainegeneraatorid, mis kõik on asendamatud. Nende hulgas on jäiga ratta hammaste arv veidi suurem kui painduva ratta hammaste arv. Väikestes robotites kasutatavate harmooniliste reduktorite omadused on väiksus, kerge kaal, suur kandevõime, suur liikumistäpsus ja suur üheastmeline ülekandesuhe.
Mõlemad on seotud väikeste hammaste erinevustega, kuid erinevus seisneb selles, et harmooniliste võtmeratas on paindlik ja nõuab korduvat kiiret deformatsiooni, seega on see suhteliselt habras, piiratud kandevõime ja elueaga. RV kasutab tavaliselt tsükloidseid tihvtirattaid, samal ajal kui harmoonilised evolve hambaprofiilid. Mõned tootjad kasutavad nüüd topeltkaarega hambaprofiile, mis on palju arenenumad kui involutsed.
Kaks kiiruse vähendajate hiiglast on Nabtesco ja Harmonica Drive, mis peaaegu monopoliseerivad ülemaailmsed roboti kiiruse vähendajad. Mõlemat tüüpi reduktoritel on töötlemistäpsus mikromeetri tasemel, mistõttu on raske saavutada kõrget töökindlust ainuüksi masstootmise ajal, rääkimata mitme tuhande pöördega kiirest tööst, ning neil on ka pikk kasutusiga.
Harmooniline reduktor koosneb neljast põhikomponendist: "paindlik ratas, lainegeneraator, jäik ratas ja laager".
Painduva ratta välisläbimõõt on veidi väiksem kui jäiga ratta siseläbimõõt ja tavaliselt on painduval rattal 2 hammast vähem kui jäigal rattal. Lainegeneraatori elliptiline kuju määrab, et painduva ratta ja jäiga ratta hammaste kokkupuutepunktid on jaotatud kahel vastasküljel ellipsi keskpunkti vahel. Lainegeneraatori pöörlemise ajal hakkab painduva hammasratta ja jäikade hammasrattahammaste vaheline kontaktosa haakuma. Lainegeneraator pöörleb 180 kraadi päripäeva ja painduv ratas võrdub jäiga rattaga, mis pöörleb vastupäeva ühe hambavahe võrra. Kahes 180 kraadi sümmeetrilises kohas võrdub üle 30 protsendi hammaste koguarvust üheaegselt, mis loob ka suure pöördemomendi ülekande.
Võrreldes harmooniliste reduktoridega on RV jõuülekanne äsja esile kerkiv jõuülekandetüüp, mis on välja töötatud traditsioonilise nõelpendliga planetaarülekande baasil. See mitte ainult ei aita üle üldise nõelpendli jõuülekande puudustest, vaid sellel on ka mitmeid eeliseid, nagu väike suurus, kerge kaal, suur ülekandearvu vahemik, pikk kasutusiga, stabiilne täpsus, kõrge efektiivsus ja stabiilne ülekanne.
RV reduktorid koosnevad tsükloidsetest tihvtiratastest ja planetaartugedest ning neid kasutatakse laialdaselt tööstusrobotites, tööpinkides, meditsiinilistes testimisseadmetes, satelliidi vastuvõtusüsteemides ja muudes valdkondades tänu nende eelistele, nagu väike suurus, tugev löögikindlus, suur pöördemoment, kõrge positsioneerimistäpsus, madal vibratsioon ja suur vähendamise suhe.
RV reduktori korpus ja tsükloidne käik edastatakse läbi tugeva terase, millel on seega tugev kandevõime. Harmooniliste reduktorite painduvad rattad võivad pöördemomendi edastamiseks pidevalt deformeeruda, mis määrab harmooniliste reduktorite piiratud võime taluda suuri pöördemomente ja löögikoormusi, mistõttu kasutatakse neid üldiselt esiotsas.
Nii RV kui ka harmooniliste reduktorite eelised ja puudused
Harmoonilise reduktoril on lihtne ja kompaktne struktuur, mis sobib kasutamiseks miniaturiseerimise, väikese ja keskmise koormusega.
RV reduktoritel on hea jäikus, tugev löögikindlus, stabiilne jõuülekanne ja suur täpsus, mistõttu need sobivad kasutamiseks keskmise kuni raske koormusega. RV reduktorid peavad aga edastama suurel hulgal pöördemomenti, taluma suurt ülekoormusmõju ja tagama eeldatava tööea. Seetõttu kasutatakse projekteerimisel suhteliselt keerukaid ülepositsioneerimisstruktuure, mis muudab tootmisprotsessid ja kulude kontrolli keeruliseks. RV reduktori sees ei ole elastseid deformatsioone kandvaid komponente, nii et see talub teatud pöördemomenti. RV reduktori laager on selle nõrk lüli ja jõu mõjul on kerge ületada kandevõime piiri, mille tulemuseks on laagri ebanormaalne kulumine või purunemine. See probleem on silmatorkavam suurel kiirusel töötades, seega väheneb RV reduktori nimipöördemoment sisendkiirusega oluliselt.