Roboti ühendusmoodul on tööstusrobotite põhiline täitmisüksus, mis vastutab selliste põhifunktsioonide eest nagu jõuülekanne, asendi reguleerimine ja täppisjuhtimine. Selle koostis määrab otseselt roboti kandevõime, liikumise täpsuse, reageerimiskiiruse ja töökindluse. Tööstusliku kvaliteediga liigendmoodulid on tavaliselt konstrueeritud integreeritult (erinevad tsiviil- või teadustöö kategooria poolitatud struktuuridest) ja nende põhikomponendid saab jagada neljaks mooduliks: mehaaniline struktuur, ajamisüsteem, sensori tagasisidesüsteem, määrimis- ja kaitsesüsteem. Iga moodul töötab koos, et saavutada täielik suletud-ahela "võimsussisendi liikumise muundamise täpsusjuhtimine". Järgmine on üksikasjalik lahtivõtmine:
1, mehaanilise struktuuri moodul (südamiku koormus-laager ja liikumise ülekanne)
Mehaaniline struktuur on liigendmooduli füüsiline alus, mis peab vastama üheaegselt kolmele "kõrge jäikuse, kergekaalu ja suure{0}}täpse ülekande" nõudele. Põhikomponendid hõlmavad järgmist:
1. Harmooniline reduktor / RV reduktor (südamiku ülekandekomponent)
Funktsioon: teisendab mootori suure-kiiruse madala pöördemomendi väljundi väikese kiirusega-suureks pöördemomendiks, tagades samal ajal ülekande täpsuse ja jäikuse. See on ühendmooduli "võimsusvõimenduse tuum".
Tüübid ja rakendusstsenaariumid:
Harmooniline reduktor: koosneb lainegeneraatorist, painduvatest ratastest ja jäikadest ratastest, ülekandearvuga 50-320 ja tagasivoolu kliirensiga 1 kaareminut või väiksem. See on kerge, kompaktse struktuuriga ning sobib väikeste ja keskmise suurusega koormusrobotite (koormus 10-50kg) liigestele nagu küünarvarre ja randmeosa;
RV reduktor: koosneb tsükloidsest tihvtirattast, planetaarsest kandurist ja nõelülekande korpusest, ülekandearvuga vahemik 30-120 ja tagasivoolu kliirens on väiksem kui 0,5 kaareminutit või sellega võrdne. Sellel on tugev jäikus ja suurepärane löögikindlus ning see sobib raskeveokite (üle 50 kg koormusega) robotite põhiliigendite jaoks, nagu põhi, nool ja õlad.
2. Mootori väljundvõll ja ühendus
Mootori väljundvõll: valmistatud ülitugevast legeerterasest, pinda on kulumiskindluse ja väändetugevuse tagamiseks töödeldud karburiseerimise ja karastusega, jäigalt ühendatud reduktori sisendotsaga;
Ühendus: kasutatakse mootori võlli ja reduktori sisendvõlli vahelise koaksiaalvea kompenseerimiseks, see jaguneb jäikadeks ühenduslülideks (nt võtmeühendused, paisuhülss) ja elastseteks ühendusmuhvideks (nt kummipadjad, gofreeritud torutüübid). Tööstusrobotites kasutatakse edastusviivituse vältimiseks tavaliselt jäikaid sidemeid.
3. Kest ja paigaldusäärik
Kest: valmistatud alumiiniumisulamist, alumiiniumsulam sobib kergekaalunõuetele ja malm sobib suure jäikusega stsenaariumide jaoks; Korpuse sisekujundus sisaldab reduktori paigalduskambrit, mootori paigalduspesa, anduri paigaldussoont ning väliseid reserveeritud soojuse hajumise ribisid ja tihendussooneid;
Paigaldusäärik: kasutades ühendusmoodulite ja robotkäe segmentide ühendamiseks standardseid liideseid, on ääriku pind täppistöödeldud (tasasus 0,01 mm või väiksem), et tagada paigaldustäpsus.
4. Väljundvõlli ja laagri komponendid
Väljundvõll: ühendatud reduktori väljundotsaga, kasutatakse pöördemomendi edastamiseks roboti käe sektsioonile, pinda tuleb täpselt töödelda ja ots on konstrueeritud võtmeava, keermestatud ava või laiendushülsi liidesega;
Laagrikomponendid: Tavaliselt kasutatakse ristrull- või harmoonilisi laagreid. Ristrull-laagritel on tugev{1}}kandevõime (radiaal+aksiaalne komposiitkoormus) ja suur jäikus. Harmoonilised laagrid sobivad harmooniliste reduktorite sobitamiseks ja laagrite täpsus peab jõudma P4 või kõrgemale, et tagada liigeste pöörlemise täpsus.
2, ajamisüsteemi moodul (väljundvõimsus ja juhtimissüdamik)
Ajamisüsteem annab toite liigendmoodulile, saavutades kiiruse ja pöördemomendi täpse reguleerimise. Põhikomponendid hõlmavad järgmist:
1. Servomootor (jõuallikas)
Tüüp: Kõik tööstusrobotite ühendusmoodulid kasutavad püsimagnetiga sünkroonseid servomootoreid, millel on kõrge võimsustihedus, kõrge reageerimiskiirus, madal inerts jne. Paigaldusmeetodi järgi jaotatakse need sisemist tüüpi (mootor ja reduktor on korpusesse integreeritud) ja välistüüpi (mootor on korpusega ühendatud ääriku kaudu);
Peamised parameetrid: nimivõimsus (100W-15kW), nimikiirus (3000-6000rpm), rootori inerts (0,01-0,5kg · m ²), pöördemomendi konstant (0,1-5N · m/A), mis tuleb sobitada käigukasti ülekandearvuga (mootori väljundmoment x ülekandearv =).
2. Servoajam (juhtseade)
Funktsioon: saada ülemisest arvutist (robotikontroller) juhtimisjuhiseid (asendi, kiiruse, pöördemomendi signaalid), väljastada PID-regulatsiooni kaudu PWM-signaale, et käivitada servomootor tööle, ja saavutada kaitsefunktsioone, nagu ülevool, ülepinge, ülekoormus ja ülekuumenemine;
Põhitehnoloogia: toetab asendirežiimi (liigendi pöördenurga reguleerimine), kiirusrežiimi (liigendi kiiruse reguleerimine) ja pöördemomendi režiimi (väljundpöördemomendi juhtimine). Mõned tipptasemel-draiverid integreerivad liikumise sujuvuse ja täpsuse parandamiseks elektroonilisi käigukaste, vibratsiooni summutamist ja adaptiivseid juhtimisalgoritme.
3. Toitekaablid ja liidesed
Toitekaabel: see edastab servomootori kolme-faasilise toiteallika (U/V/W) ja pidurisignaale, kasutades painduvaid kaableid (paindetakistus on suurem kui 10 miljonit korda või sellega võrdne) ning väliskatte materjal on PVC või PUR, millel on õlikindlus, kulumiskindlus ja häiretevastane -häire;
Liides: Võttes kasutusele tööstusstandardi liides, on toiteliides ja signaaliliides konstrueeritud elektromagnetiliste häirete vältimiseks eraldi.
3, anduri tagasiside süsteemi moodul (täppisjuhtimine ja oleku jälgimine)
Andurite tagasisidesüsteem kogub reaalajas{0}}andmeid liigendi asukoha, kiiruse, pöördemomendi jne kohta, luues aluse suletud-ahela juhtimiseks ja on võti roboti liikumise täpsuse tagamiseks. Põhikomponendid hõlmavad järgmist:
1. Asendiandur (südamiku tagasiside komponent)
Tüüp: mainstream kasutab absoluutväärtuse kodeerijaid, mis jagunevad fotoelektrilisteks, magnetoelektrilisteks ja mahtuvuslikeks tüüpideks. Tööstuslikes robotites kasutatakse peamiselt fotoelektrilisi absoluutväärtuse kodeerijaid (eraldusvõime on suurem või võrdne 17 bitti, mõned tipptasemel tooted kuni 25 bitti);
Paigaldusmeetod: paigaldatakse otse servomootori sabale (mootori kiiruse tuvastamiseks) või ühendatakse läbi reduktori väljundvõlli (liigendi tegeliku asukoha otse tuvastamiseks ja ülekandevigade kõrvaldamiseks);
Funktsioon: liigeste absoluutse asukoha teabe (nurga väärtuse) reaalajas väljund. Ülemine arvuti arvutab nende andmete põhjal asendivea ja reguleerib servomootori tööolekut, et tagada liigendi positsioneerimise täpsus (korduv positsioneerimise täpsus Väiksem või võrdne ± 0,02 mm).
2. Kiiruseandur
Tavaliselt integreerituna asendianduritega (nagu koodrite kiiruse mõõtmise funktsioon), arvutatakse liitekiirus kooderi impulsssignaali sageduse tuvastamise teel. Mõned tipptasemel-liigendimoodulid paigaldavad lisaks Halli andurid või kiirusgeneraatorid, et parandada kiiruse tuvastamise täpsust madalal-kiirusel töötamise ajal.
3. Pöördemomendi andur (valikuline komponent)
Funktsioon: tuvastab liigendite väljundpöördemomendi koormuse jälgimiseks, kokkupõrke tuvastamiseks ja jõu juhtimiseks (nt kokkupanek ja poleerimine);
Tüübid: tensoandur, magnetoelastne ja optiline. Tensomõõturi pöördemomendi andurid on madala hinnaga ja suure täpsusega (± 0,5% FS) ning need on tööstusrobotite peamine valik. Need paigaldatakse väljundvõlli ja õlaosa vahele või reduktori sisse.
4. Temperatuuriandurid ja vibratsiooniandurid
Temperatuuriandur: paigaldatud mootori mähisele ja reduktori korpusele komponentide temperatuuri tuvastamiseks. Kui temperatuur ületab läve (tavaliselt 80–100 kraadi), käivitab servoajam ülekuumenemiskaitse;
Vibratsiooniandur: kiirendusanduri kasutamine vibratsiooni amplituudi ja sageduse tuvastamiseks liigendi töötamise ajal, kasutatakse tõrkehoiatuseks (nt reduktori kulumine, laagrikahjustused), konfigureeritud ainult{0}}liigsete tööstusrobotite ühendusmoodulites.
4, määrimis- ja kaitsesüsteemi moodul (töökindluse tagamine)
Määrimis- ja kaitsesüsteemi kasutatakse liitmoodulite kasutusea pikendamiseks ja kohanemiseks karmide keskkondadega tööstusobjektidel. Põhikomponendid hõlmavad järgmist:
1. Määrimiskomponendid
Määrdeaine: reduktorina kasutatakse kõrge viskoossusindeksi, -kulumis- ja -vananemisvastaste omadustega spetsiaalset määret ning mootori laagrite jaoks kasutatakse määrdeõli või -määret;
Määrimisstruktuur: reduktor on konstrueeritud nii, et sees on õli sissepritse- ja õli väljalaskeavad ning mõned tipptasemel{0}}tooted on varustatud automaatsete määrimissüsteemidega (ajastatud ja kvantitatiivne õli sissepritse). Määrdemäärde jälgimise aken on reserveeritud väljaspool korpust, et seda oleks lihtne hooldada.
2. Tihenduskomponendid
Staatiline tihend: O-rõnga ja tasapinnalise tihendi kasutamine kesta ja ääriku, mootori ja kesta vaheliseks ühendamiseks, et vältida määrdeõli lekkimist ja tolmu sisenemist;
Dünaamiline tihendus: kasutatakse karkassi õlitihendeid ja V{0}}-kujulisi tihendusrõngaid, mida kasutatakse väljundvõlli ja korpuse pöörlevate osade jaoks. Skeleti õlitihendid sobivad keskmise ja{2}}madala kiiruse jaoks.
3. Kaitsev kate ja soojuse hajumise struktuur
Kaitsev kate: kesta pinda on töödeldud anodeerimise (alumiiniumisulam) ja värvimisega (malm), millel on -korrosiooni- ja kulumiskindlad{1}}omadused. Mõned tooted kasutavad kolmekindlat katet (soolapihustusvastane, niiskusevastane, hallitusevastane), mis sobib kasutamiseks välitingimustes või karmides töökodades;
Soojuse hajumise struktuur: mootori korpusel on soojust hajutavad ribid ja mõned suure võimsusega -liigendimoodulid on varustatud soojust hajutavate ventilaatorite või vesijahutusega{1}}kanalitega, et tagada mootori ja juhi stabiilne temperatuur-pikaajalise töötamise ajal.