Водич за инжењеринг апликација

Пужни зупчаници погони унутра Роботика и индустријска аутоматизација — прецизност, самоблокирање и спецификација зазора

Зашто инжењери аутоматизације бирају пужне погоне упркос њиховој штети у ефикасности — и спецификацијама зазора, поновљивости и динамичког оптерећења које одређују да ли робот ради до своје номиналне тачности током свог животног циклуса.

±0,03°
Угаона поновљивост
300:1
Максимални једностепени однос
Самозакључавање
Безбедносна функција
ДИН5
Класа прецизности
⚙ Korea Ever-Power Worm Gear Co., Ltd📍 Ansan-si, Gyeonggi-do, Koreja📧 [email protected]

Парадокс прецизности: Зашто роботи користе пужне зупчанике упркос њиховој казни за ефикасност

Сваки машински инжењер који процењује опције погона за роботски зглоб сусреће се са очигледном контрадикцијом: пужни зупчаници имају механичку ефикасност од 50–75%, док спирални зупчаници постижу 92–96%. У енергетски свесном дизајну аутоматизације, ова разлика делује застрашујуће. Па ипак, пужни зглобови се појављују у индустријској и хируршкој роботици, колаборативним роботским рукама, SCARA системима и опреми за аутоматизовано позиционирање. Разлог није у томе што инжењери аутоматизације превиђају повреду ефикасности – већ у томе што решавају скуп захтева где пужни зупчаници пружају три својства која ниједан други компактни, једностепени тип зупчаника истовремено не пружа.

Први је понашање самозакључавања. Роботском зглобу који се самоблокира када је погон без напајања није потребна кочница да би задржао свој положај под гравитационим оптерећењем. Ово је механичка безбедносна функција која постаје критична у колаборативним роботима (коботима) према ISO/TS 15066, код хируршких робота према CE MDR и у било којој роботској примени где роботска рука мора да задржи положај након хитног заустављања без ослањања на активно кочење. Механичко самоблокирање је безбедно од отказа; електромеханичка кочница је мека од отказа и додаје механичку сложеност.

пуж и точак 1

Друго је висок једностепени однос. Серво мотор који ради на 3.000 о/мин и покреће роботски зглоб који се креће брзином од 15 о/мин захтева редукцију од 200:1. Један степен пужног зупчаника покрива цео овај опсег. За исти однос била би потребна три степена спиралног зупчаника — што утростручује број механичких компоненти у роботском зглобу са ограниченим простором. Треће својство је компактан распоред под правим углом, што решава геометријско ограничење довођења обртног момента мотора у зглобну осу из бочног правца — ограничење које се више пута појављује у механичком дизајну роботске руке и позиционера.

Казна за ефикасност у контексту: За роботски зглоб који се креће у просеку 2 сата по смени од 8 сати (радни циклус 25%) при механичкој излазној снази од 500 W, додатни губитак ефикасности пужног зупчаника 35% у односу на спирални зупчаник представља приближно 175 W додатне производње топлоте током рада — или око 350 Wh по смени. По корејским индустријским ценама електричне енергије (приближно 90 ₩/kWh), ово је приближно 32 ₩ по смени, или 8.000 ₩ годишње. У односу на трошкове пројектовања и производње сложенијег вишестепеног спиралног зглоба, ови трошкови енергије ретко оправдавају повећање сложености за роботске примене ниског до средњег оптерећења.

Поновљивост, тачност и зазор — шта заправо значе бројеви спецификација

Геометрија контакта зубаца пужног зупчаника за мерење зазора роботског прецизног позиционирања

Геометрија контакта зубаца на мрежи пужног точка — где се ствара зазор и где се може подесити у конфигурацији дуплекс пужа.

Спецификације роботске руке наводе два уско повезана, али технички различита параметра која се често мешају при избору. пужни зупчаници за аутоматизацију. Поновљивост је способност повратка на исту позицију из истог правца након више циклуса — мерено расипањем поновљених команди положаја. Тачност је способност достизања командованог положаја који се разликује од претходно наученог положаја — на који утичу калибрација, грешке кинематичког модела и грешке геометрије зупчаника.

Негативна реакција утиче на оба, али различито. Првенствено утиче двосмерни поновљивост — расејање при приближавању истој позицији из наизменичних смерова (у смеру казаљке на сату и супротно од смера казаљке на сату). Стандардни пужни зупчаник са зазором од 0,05–0,10 mm на цилиндру корака уводи угаону мртву зону која се директно преводи на двосмерну грешку поновљивости. За пужни зупчаник са радијусом корака од 60 mm, зазор од 0,08 mm = 4,6 лучних минута = 0,077° угаоне мртве зоне.

За аутоматизацију „прими и постави“ где робот увек прилази из истог правца (једносмерно), овај зазор не ствара последице по поновљивост. За роботе за заваривање, системе за инспекцију и било коју апликацију која захтева двосмерну тачност, зазор се мора контролисати — било одређивањем дуплекс пужног зупчаника са подесивим зазором, или имплементацијом софтверске компензације зазора у контролеру робота.

Тип робота/система Захтев за зазор Смер прилаза Препорука за опрему Типичан однос
Палетизирање (прикупљање и стављање) < 0,15 mm прихватљиво Једносмерно Стандардни пужни зупчаник, DIN8 20:1 – 80:1
Заваривање / монтажа SCARA < 0,05 мм Двосмерно Дуплексни пуж, DIN6–DIN7 60:1 – 120:1
Визуелно вођена инспекција < 0,02 мм Двосмерно + заустављања Дуплексни црв DIN5, софтверска компатибилност. 80:1 – 200:1
Колаборативни робот (кобот) < 0,08 мм Двосмерно Дуплексни пуж, DIN6 40:1 – 100:1
Праћење соларне енергије / антене < 0,10 мм Првенствено унииндиректно. Стандардни или дуплексни црв 80:1 – 300:1
Аутоматизовани тест позиционер < 0,01 мм Двосмерно Дуплексни црв DIN5 + повратна информација енкодера 100:1 – 300:1

Динамичко оптерећење у аутоматизацији — моменти убрзања, инерција и радни циклус

Номинални обртни момент пужног зупчаника је његов континуирани капацитет обртног момента у стационарним условима. У роботским и аутоматизованим применама, стварни тренутни обртни момент током фаза убрзања и успоравања је критична спецификација, а не обртни момент при раду. Роботски зглоб који носи терет од 10 кг константном брзином производи обртни момент потребан за подупирање терета у односу на гравитацију. Исти зглоб који убрзава од стања мировања до пуне брзине за 0,2 секунде производи обртни момент убрзања који може бити 3–5 пута већи од обртног момента при раду.

Процена вршног обртног момента за зглобни погон робота
T_врх = T_гравитација + T_инерција = (F_корисни терет × r_арм × cos θ) + (J_укупно × α)
T_гравитација = гравитациони момент корисног терета при максималном испружењу крака и углу θ од хоризонтале
J_total = укупна ротациона инерција на зглобу (корисно оптерећење + структура крака + рефлектована инерција зупчаника)
α = угаоно убрзање зглоба (rad/s²) — одређено профилом брзине контролера робота
Пример: терет од 5 кг на радијусу од 0,5 м, угао од 45°, убрзање од 300°/s² → T_peak ≈ 17,4 + 22,3 = 39,7 Nm вршног момента у односу на 11,8 Nm обртног момента при гравитацији — 3,4× динамичко појачање

За пужни зупчаник за аутоматизацију спецификације, фактор сервиса примењен на номинални обртни момент мора узети у обзир ово динамичко појачање. Општи индустријски фактор сервиса од 1,5 није довољан за роботске примене са високим циклусом. Исправан приступ је директно израчунавање вршног обртног момента и избор модула зупчаника како би се осигурало да је вршни обртни момент унутар капацитета преоптерећења зупчаника (обично 2× континуирани номинални обртни момент за краткотрајне вршне оптерећења).

Израчунавање радног циклуса

Аутоматизовани погони ретко раде са константним оптерећењем. RMS обртни момент током целог циклуса кретања је исправна основа спецификације за термичко димензионисање, док вршни обртни момент одређује захтеве за механичку чврстоћу. За робота за хватање и постављање са 80% времена циклуса при 30% вршног обртног момента и 20% при 100% вршног обртног момента, RMS обртни момент је приближно 47% вршног момента — што се значајно разликује и од вршних и од радних вредности.

Рефлектована инерција

Осовина мотора види инерцију оптерећења која се рефлектује кроз квадрат преносног односа (J_рефлектовано = J_оптерећење / i²). Висок преносни однос драматично смањује рефлектовану инерцију — пужни преносник од 100:1 смањује инерцију оптерећења коју види мотор за 10.000 пута. Због тога пужни преносници са високим преносним односом омогућавају малим серво моторима да убрзавају велика корисна оптерећења — усклађивање инерције је повољно иако је ефикасност умерена.

Крутост и резонанција

Торзиона крутост зупчасте мреже утиче на природну фреквенцију роботске руке под динамичким оптерећењем. Чвршћа мрежа (већа Херцова крутост контакта, која се повећава са модулом и квалитетом контактног узорка) повећава природну фреквенцију, смањујући ризик од резонанције унутар опсега радне брзине. Документовани контактни образац компаније Korea Ever-Power (ширина површине ≥70%) директно доприноси предвидљивој крутости мреже.

Колаборативни роботи и ISO/TS 15066 — Самозакључавање као безбедносна функција

ISO/TS 15066:2016 специфицира захтеве за колаборативне роботске примене где робот ради у заједничком радном простору са људским радницима. Кључни параметар безбедности је понашање робота када безбедносни систем наређује заустављање — посебно код зглобова вертикалне осе где ће гравитационо оптерећење проузроковати пад руке ако погон не држи свој положај.

У колаборативним роботским дизајнима који користе зглобове пужног зупчаника, инхерентно самоблокирајуће понашање једноходног пужа у односу 20:1 и више обезбеђује механичку функцију држања положаја која не зависи од снаге, обртног момента мотора или електромеханичких кочница. Ово поједностављује безбедносну архитектуру: самоблокирање пужног зупчаника је пасивна, безбедносна функција која не зависи од снаге и која се може укључити у анализу безбедносне функције према IEC 62061 или ISO 13849. Самоблокирајући зглоб пужног зупчаника доприноси постизању PLd (Performance Level d) оцена безбедносне функције за држање положаја у одговарајућим конфигурацијама.

Критични захтев за спецификацију кобота са самозакључавањем: Функција самоблокирања мора се верификовати на максималној радној температури са стварно специфицираним мазивом — не у амбијенталним лабораторијским условима. Зглобни погон кобота који ради на температури кућишта од 68°C са синтетичким уљем ниског вискозитета можда неће задовољити услов самоблокирања који исти погон задовољава на 25°C са стандардним минералним уљем. Захтевајте прорачун самоблокирања на специфицираној радној температури као део документације за верификацију пројектовања. Korea Ever-Power пружа овај прорачун као стандард за једноходне пужне зупчанике наручене за примене са безбедносном функцијом.

Аутоматизационо инжењерство у пракси

Четири спецификације роботског пужног зупчаника — прецизност, безбедност и решења за прилагођени преносни однос

Улсан, Кореја · ОЕМ робот за монтажу аутомобила
SCARA зглобни погон — прилагођени преносни однос за усклађивање брзине серво мотора

Изазов: Корејском произвођачу SCARA робота за заваривање каросерије аутомобила био је потребан преносни однос пужног зупчаника који одговара њиховој специфичној радној тачки серво мотора. Оптимална брзина мотора за њихову криву обртног момента и брзине била је 2.800 обртаја у минути; потребна излазна брзина споја била је 72 обртаја у минути. Потребни однос је био 38,9:1 — није доступан ни у једном стандардном каталогу. Наручивање најближег преносног односа из каталога (40:1) захтевало би смањење радне тачке серво мотора за 2,75% — што је прихватљиво за континуирани рад, али узрокује мерљиво смањење тачности у путањама заваривања са високим циклусом.

Решење: Кореа Евер-Пауер је произвео полуприлагођени пужни зупчаник нивоа 3: z2 = точак са 39 зубаца на стандардном алату за глодање М5, усклађен са једноходним пужним вратилом брушеним до прецизне геометрије 39:1. Нестандардни однос није захтевао нови алат — само другачије подешавање индексног зупчаника на машини за глодање. Време испоруке: 5 недеља за прву серију. Робот је испунио своју спецификацију тачности путање (±0,04 мм на споју) без промене величине серво мотора.

✓ Прилагођени однос 39:1 · Без новог алата · Постигнута тачност путање ±0,04 мм · Рок испоруке 5 недеља
Хо Ши Мин, Вијетнам · Електроника за преузимање и постављање
Квар услед високог циклуса хабања — Надоградња материјала спречава шестомесечни циклус замене

Изазов: Вијетнамски произвођач електронике по уговору који је радио 24/7 на линијама за монтажу „пицк-анд-плаце“ мењао је пужне точкове сваких 5–7 месеци на својим роботима за постављање компоненти великом брзином. Број циклуса је био 380 циклуса у минути током 22-часовних производних дана — приближно 500.000 контаката зубаца по 8-часовној смени. CMM анализа отказаних точкова показала је прогресивно абразивно хабање у складу са неадекватном разликом тврдоће: вратило је индукцијски каљено C45 (површинска тврдоћа 48 HRC при прегледу), а бронзани точак је достигао границу зазора пре него што се појавило видљиво огреботина.

Решење: Надоградња компаније Korea Ever-Power: Индукционо каљено вратило C45 → 40Cr каљено на 54 HRC, исти модул и димензије отвора. Додатна површинска тврдоћа од 6 HRC приближно је удвостручила разлику тврдоће у односу на точак од калајне бронзе, директно побољшавајући отпорност на хабање пропорционално квадрату разлике тврдоће. Исти отвор, исти модул, недељна замена уз документацију која потврђује надоградњу материјала.

✓ Надоградња од 40Cr · Замена без замене · Век трајања >18 месеци (проверено) · Није потребна модификација
Сингапур · Робот за руковање полупроводничким плочицама
Прецизни портални погон — Захтев за поновљивост ±0,02 мм у опсегу температуре

Изазов: Произвођач полупроводничке опреме који је пројектовао портал за руковање плочицама за фабрику од 200 мм захтевао је пужне погоне за θ-осу (ротационо позиционирање) са двосмерном поновљивошћу од ±0,02 мм на носачу плочице (еквивалентно ±0,019° на пужном зупчанику радијуса корака од 60 мм). Изазов је био одржавање ове спецификације у температурном опсегу од 20°C до 40°C унутар кућишта опреме — стандардни зазор пужног зупчаника се повећава са температуром јер диференцијално термичко ширење мења геометрију мреже.

Решење: Корејска компанија Ever-Power је испоручила дуплекс пужне зупчанике (подесиви зазор) калибрисане на нулти зазор на средњој радној температури од 30°C. Дуплекс конфигурација омогућава поновно подешавање зазора ако термичко циклирање изазове померање — без уклањања зупчаника са робота. Квалификационо тестирање произвођача опреме потврдило је двосмерну поновљивост од ±0,018° у целом температурном опсегу, испуњавајући спецификацију од ±0,019° са маргином.

✓ Двоструки пуж · ±0,018° двосмерна поновљивост · Стабилан на температури · Спецификација испуњена са маргином
Кјонги-до, Кореја · Интегратор колаборативних робота
Зглоб коботске руке — Документација о самоблокирајућој безбедносној функцији за CE сертификацију

Изазов: Корејски интегратор кобота припремао је CE техничку документацију за новог колаборативног робота са 6 степени слободе у складу са Директивом о машинама 2006/42/ЕЗ и ISO/TS 15066. Анализа безбедносне функције за држање положаја зглоба ручног зглоба у складу са ISO 13849 захтевала је процену нивоа перформанси (PL) за механичку функцију самоблокирања пужног погона. Интегратору је био потребан документовани доказ да самоблокирајуће понашање пужног зупчаника задовољава услове потребне за допринос PLd.

Решење: Кореа Евер-Пауер је доставио формални документ о верификацији самоблокирања за одређени зупчаник: прорачун угла нагиба зупчаника при наведеној геометрији корака; опсег коефицијента трења на радној температури (25°C–70°C) са наведеним мазивом; маргина безбедности самоблокирања на најгорем случају температуре (70°C, сценарио минималног трења); и потврда да је функција самоблокирања пасивни механизам који не зависи од снаге. Овај документ је прихватило нотификовано тело као пратећи доказ за доделу безбедносне функције PLd.

✓ Документована PLd функција самоблокирања · Прихваћен CE технички фајл · Упит нотификованог тела затворен

Корејски производи Ever-Power

Производи са пужним зупчаницима за роботику и аутоматизацију

Дуплексни пужни зупчаник — роботски зглобни погон
Прецизност · Подесив зазор · DIN5–7
Дуплексни пужни зупчаник — роботски зглобни погон
Дефинитивна спецификација за роботске и аутоматизационе примене које захтевају двосмерну позициону тачност током целог радног века система. Двоструко вођено пужно вратило — где леви и десни бочни делови навоја имају мало различите вредности вођења — омогућава контролу зазора подешавањем аксијалног положаја пужног вратила унутар његовог кућишта: клизање вратила према точку доводи дебљи део пужног навоја у захват, смањујући зазор између пужног навоја и зуба точка на скоро нулу. Код робота са 6 степени слободе који ради 20 сати дневно, механички зазор стандардног пужног споја ће порасти од своје почетне спецификације (типично 0,03–0,08 мм) до 0,20–0,35 мм током 12–18 месеци, како се бочни делови зуба точка троше током рада са високим циклусом. Двоструко вођење пужа омогућава да се овај зазор исправи у поступку одржавања од 15 минута — аксијалном померању вратила — без уклањања зупчаника из робота или замене било којих компоненти. Поновно подешавање је могуће 4–6 пута током радног века зупчаника. Самоблокирајуће понашање је у потпуности одржавано кроз опсег подешавања за конфигурације са једним покретањем, чувајући безбедносну функцију. Класа прецизности од DIN5 до DIN7 у зависности од спецификације; документован образац контакта ≥ 70%. Доступно у SS316 за примене у аутоматизацији чистих просторија и у близини хране. Формални документ о верификацији самоблокирајућег механизма доступан је за подношење захтева за CE директиву о машинама и безбедносне функције кобота.
Негативна реакцијаПодесиво од скоро нуле — без замене делова
Класа прецизностиDIN5, DIN6 или DIN7
СамозакључавајућеОчувано кроз опсег подешавања
Поновно подешавање4–6 циклуса током животног века
CE подршкаДокумент о сигурносној функцији самоблокирања

Погледајте спецификације →

Сет пужа од легираног челика — Спецификација прилагођене аутоматизације
Прилагођени однос · Висока прецизност · Вишеструки почетак
Сет пужа од легираног челика — Спецификација прилагођене аутоматизације
Стандардни каталошки односи (5, 7,5, 10, 15, 20, 25, 30, 40:1…) дефинисани су најчешћим индустријским применама. Роботски и аутоматизовани системи се често пројектују око радних тачака серво мотора и кинематичких захтева који се налазе између каталошких односа — 37:1, 43:1, 67:1, 84:1. Korea Ever-Power производи било који целобројни однос од 5:1 до 300:1 у стандардним величинама модула (M0,5 до M10) као полуприлагођену спецификацију нивоа 3, без новог алата и са роковима испоруке упоредивим са каталошком испоруком при поновној поруџбини. Конфигурације са више покретања (z1=2 или z1=4) су доступне тамо где је потребно побољшање ефикасности уз одређени однос — на пример, сет са четири покретања 20:1 са ефикасношћу 85% уместо сета са једним покретањем 20:1 са ефикасношћу 68%. Пужњак од легираног челика (40Cr каљен на 50–56 HRC, или SCM415 наугљеничан на 58–62 HRC за високоциклусне прецизне примене) и точак од калајне бронзе ZCuSn10Pb1 су стандардни пар материјала. Сваки сет укључује извештај о димензионалној контроли CMM-а, фотографију контактног узорка (потврђено ≥70%) и сертификате материјала. За програме снабдевања аутоматизацијом са поновљеним поруџбинама исте спецификације, доступни су општи аранжмани за поруџбине са фиксним ценама и роковима испоруке од 2–3 недеље.
Распон односаБило који цео број 5:1 – 300:1
Вишеструки стартz1=1, 2 или 4 доступно
МодулМ0,5 – М10
Време испорукеСтандардно 3–5 недеља, 2 недеље за поновну поруџбину
Програм снабдевањаДоступна је поруџбина ћебади

Погледајте спецификације →

Серво-монтирани пужни редуктор за аутоматизацију
Затворени редуктор · Прирубнички носач серво мотора
Серво-монтирани пужни редуктор за аутоматизацију
За примене у аутоматизацији и роботици које захтевају комплетан затворени склоп погона — прирубнички носач мотора, кућиште IP54 или IP65, претходно напуњено мазиво, излазно вратило или шупљи отвор — серво компатибилни пужни редуктори компаније Korea Ever-Power пружају прецизне зупчанике у конфигурацијама кућишта дизајнираним за директну монтажу серво мотора. Пужни редуктор унутар редуктора испуњава исте стандарде прецизности (DIN6–DIN7 као стандард, DIN5 на захтев), спецификације материјала и захтеве за документацију као и голи зупчаници. Кућиште је од легуре алуминијума (лагано за интеграцију роботске руке) са опционом анодизованом или премазаном завршном обрадом за компатибилност са чистим просторијама. Улазна спојница одговара величинама оквира серво мотора IEC 56 до IEC 132. Излазне конфигурације: пуно вратило, шупљи отвор и монтажа на прирубницу. За вишеосне позиционере робота и системе за аутоматизацију портала, идентичан зупчаник у конфигурацији кућишта редуктора поједностављује механичку интеграцију уз одржавање квалитета спецификације потребног за тачност робота. За спецификације интегрисаног пужног редуктора за примене у аутоматизацији и позиционирању, погледајте наш сајт: wormgearreduer.top
СтановањеАлуминијум, IP54 или IP65
Носач мотораIEC 56 – IEC 132
ИзлазПуна осовина, шупљи отвор, прирубница
ПрецизностСтандард DIN6–DIN7, DIN5 на захтев
ДокументацијаИсто као и стандардни сет зупчаника без опреме

Погледајте спецификације →

Честа питања о роботици и аутоматизацији

Пужни преносник у роботима и аутоматизацији — Питања машинских и контролних инжењера

Како се мери зазор пужног зупчаника и каква је веза између броја на техничком листу и грешке положаја коју ћу видети у свом роботу?+

Зазор у пужним зупчаницима се обично мери као угаоно кретање излазног вратила када је улазно вратило непомично, а излазно вратило се наизменично ротира у оба смера познатим обртним моментом — угаона разлика између два положаја је угао зазора. Овај угао се затим пријављује као линеарна вредност на цилиндру корака (угао зазора × радијус корака). Однос између ове вредности и грешке положаја робота зависи од тога како се робот приближава циљу: једносмерни прилази (увек из истог смера) виде у суштини нулту казну за зазор; двосмерни приступи виде пуни зазор као мртву зону. За пужни точак са радијусом корака од 60 мм, зазор од 0,08 мм = 4,6 лучних минута = 0,077° угаона мртва зона. У централној тачки алата робота 500 мм од зглоба, ово се преводи у грешку положаја TCP од приближно 0,67 мм — значајно за прецизну монтажу, али прихватљиво за многе примене руковања материјалом.

Могу ли да имплементирам компензацију зазора у софтверу уместо да користим дуплекс пужни преносник?+

Да, софтверска компензација зазора је ефикасна за многе примене аутоматизације. Контролер робота чува познату вредност зазора за сваки зглоб и додаје покрет пре компензације пре било какве промене смера — померање поред циља за растојање зазора у смеру приближавања, а затим враћање уназад ка циљу. Ово елиминише двосмерну грешку поновљивости за квазистатичко позиционирање. Ограничења: (1) Софтверска компензација ради за познати константни зазор; ако зазор расте са хабањем, вредност компензације мора се редовно ажурирати; (2) Динамичка компензација је сложенија и мање ефикасна при великим брзинама; (3) Попустљивост у зупчаном захвату и даље постоји чак и када се компензује просечна грешка положаја — вибрације од брзих промена смера се не елиминишу софтверском компензацијом. За примене са високим циклусом где је раст зазора током хиљада сати забрињавајући, дуплекс пужни зупчаник који се може механички поново подесити је робусније дугорочно решење.

Који преносни однос треба да користим за серво мотор који ради на 3.000 о/мин и покреће роботски зглоб који треба да се креће максималном брзином од 90 о/мин?+

Потребан однос: 3.000 ÷ 90 = 33,3:1. Најближи стандардни каталошки односи су 30:1 и 36:1. При односу 30:1, максимална брзина споја би била 100 обртаја у минути — 11% брже од ограничења брзине серво мотора. При односу 36:1, максимална брзина споја би била 83,3 обртаја у минути — 7,5% спорије него што је потребно. Ниједно није идеално. Korea Ever-Power може да произведе однос 33:1 (z2 = 33 зуба, једноходни пуж) као полуприлагођену спецификацију нивоа 3 без новог алата, што тачно одговара вашим захтевима за брзину серво мотора и споја. Приликом наручивања, доставите модул (или међуосно растојање и пречнике вратила) и ми потврђујемо геометрију на 33:1 пре него што наставимо.

Како да урачунам ефикасност пужног зупчаника у прорачун обртног момента мог серво мотора?+

Коефицијент корисног дејства пужног преносника се појављује на два места у буџету обртног момента. За смер кретања (мотор покреће терет), излазни обртни момент доступан на зглобу је T_излаз = T_мотор × преносни_пренос × η, где је η корисни дејство унапред. Зупчаник од 50:1 подешен на ефикасност од 65% са мотором од 1 Nm производи 32,5 Nm на зглобу (не 50 Nm). За промену брзине, брзина зглоба = брзина мотора ÷ преносни_пренос. За буџет снаге: улазна снага = излазна снага ÷ η, тако да мотор мора да обезбеди већу снагу него што је потребно оптерећењу. У софтверу за димензионисање серво мотора, ако софтвер не укључује корисни дејство пужног преносника у свој прорачун, помножите потребан обртни момент зглоба са (1/η) да бисте пронашли потребан допринос обртног момента мотора, и помножите топлоту генерисану у мењачу са (1-η) × P_улаз да бисте пронашли термичко оптерећење.

Потребно је да променимо преносни однос на постојећем роботском зглобу без промене мотора или кућишта. Да ли је то могуће?+

Да, ако нови преносни однос користи број зубаца точка који се уклапа у исто међуосно растојање кућишта. За једноходни пуж (z1=1), промена односа са 40:1 на 35:1 захтева промену точка са 40 зубаца на 35 зубаца. Пречник корака точка се мења пропорционално — точак са 35 зубаца код M5 има d2 = 35 × 5 = 175 мм у односу на 200 мм за точак са 40 зубаца. Међуосно растојање се мења са (d1 + d2)/2 = (50 + 200)/2 = 125 мм на (50 + 175)/2 = 112,5 мм — што захтева модификовано кућиште или распоред подлошки. Ако кућиште има могућност подешавања (што многи дизајни позиционера и робота имају), промена односа је изводљива унутар истог кућишта. Наведите димензије вашег постојећег зупчаника (модул, тренутни број зубаца, пречник вратила, међуосно растојање), тренутне и потребне преносне односе, а Korea Ever-Power ће потврдити да ли је промена преносног односа могућа у постојећем кућишту пре било каквих радова на модификацији дизајна.

Који је очекивани век трајања зупчаника пужног типа у високоцикличном монтажном роботу?+

Век трајања зависи првенствено од: материјала точка, квалитета контактног узорка, подмазивања и односа стварног обртног момента и номиналног обртног момента. За правилно специфицирано вратило од легираног челика + сет точкова од бронзе ZCuSn10Pb1 који ради на 60–70% номиналног обртног момента у континуираном раду на 400 циклуса/минут (приближно 14 милиона циклуса по смени): хабање бочне стране зубаца точка требало би да остане у оквиру спецификације током 8.000–15.000 радних сати ако је подмазивање исправно и ако је разрађивање завршено. Кључни фактори који ово скраћују: рад изнад 80% номиналног обртног момента (драматично убрзава замор услед тачкасте корозије); мазиво са EP адитивима које изазива корозију; радна температура изнад 80°C (убрзава деградацију мазива и повећава трење); и ударно оптерећење од наглог покретања мотора под пуним оптерећењем (користите управљање мотором са меким стартом за аутоматизоване погоне са високим циклусом). Препоручујемо анализу уља, узимање узорака сваких 2.000 сати како би се пратио број честица хабања као рано упозорење на убрзање брзине хабања.

Како да одредим пужни зупчаник за колаборативну роботску примену где је самоблокирајуће понашање документована безбедносна функција према ISO 13849?+

Спецификација мора да садржи: (1) преносни однос и број покретања који производе угао вођења испод угла трења при најгорем случају температуре и услова мазива — не само на собној температури; (2) спецификацију мазива (класа и тип ISO VG) која се користи у прорачуну самоблокирања; (3) максималну очекивану температуру кућишта при најгорем случају термичких услова; и (4) потребну маргину безбедности самоблокирања (типично ρ' – λ ≥ 1,5°). Korea Ever-Power пружа формални документ о верификацији самоблокирања који покрива ове параметре за једноходне пужне зупчанике наручене за примене са безбедносном функцијом. Овај документ укључује прорачун угла вођења, податке о коефицијенту трења у наведеном температурном опсегу, угао трења при најгорем случају температуре и резултујућу маргину безбедности. Документ је форматиран за директно укључивање у анализу безбедносне функције ISO 13849 као пратећи доказ.

Који је ниво буке пужног погона у колаборативном роботу и како се може минимизирати?+

Пужни зупчаници су инхерентно тиши од спиралних зупчаника са еквивалентним односом на истом модулу, јер је контакт зубаца пужног точка клизни контакт са постепеним захватом зубаца, а не захват зубаца цилиндричних зупчаника доминиран ударом. Типични нивои буке за правилно специфициране, добро подмазане пужне зупчанике при умереним радним брзинама (пужно вратило од 500–1500 о/мин) су 55–70 dB(A) на 1 метру, што је ниже него у већини оперативних окружења колаборативних робота. Мере за смањење буке: (1) Благо повећање величине модула да би се смањио напон контакта зубаца (нижа фреквенција буке контакта); (2) Побољшање квалитета контактног обрасца — контактни образац ≥70%, како је потврђено на фотографији контактног обрасца компаније Korea Ever-Power, производи знатно мање буке мреже него зупчаник са неусклађеним тачкастим контактом; (3) Обезбеђивање исправне вискозности мазива — уље ниског вискозитета на високој температури производи више буке граничног контакта него уље адекватног вискозитета; (4) Пужни точкови од најлона или POM пластике значајно смањују буку за примене са веома малим оптерећењем на штету обртног момента.

Наведите свој роботски пужни зупчаник

Наведите тип робота, осу зглоба, потребан однос (или брзину мотора + брзину зглоба), захтев за зазор, спецификацију поновљивости, радни циклус и све захтеве за документацију безбедносних функција. Korea Ever-Power враћа комплетну спецификацију са потврдом прилагођеног односа и временом испоруке у року од једног радног дана.

Уредник: Cxm

ВР тура наше фабрике

ОЗНАКЕ:Пужни зупчаник | пужни зупчаник пужњак